有關力和動能的實驗裝置

❶ 探究物體的動能跟哪些因素有關的實驗裝置

1、質量相同時,速度不同的物體具有的動能（ 不同 ）
2、速度相同時,質量不同的物體具有的動能（ 不同 ）
3、物體的動能與物體的質量和速度有關,（ 質量 ）越大,（速度）越大,物體具有的動能越大

❷ 與力有關的科學實驗

重力加速度測量的十種方法

方法一、用彈簧秤和已知質量的鉤碼測量
將已知質量為m的鉤碼掛在彈簧秤下，平衡後，讀數為G.利用公式G=mg得g=G/m.
方法二、用滴水法測重力加速度
調節水龍頭閥門，使水滴按相等時間滴下，用秒錶測出n個（n取50—100）水滴所用時間t，則每兩水滴相隔時間為t′=t/n，用米尺測出水滴下落距離h，由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2.
方法三、用單擺測量（見高中物理學生實驗）
方法四、用圓錐擺測量.所用儀器為：米尺、秒錶、單擺.
使單擺的擺錘在水平面內作勻速圓周運動，用直尺測量出h（見圖1），用秒錶測出擺球n轉所用的時間t，則擺球角速度ω=2πn/t

擺球作勻速圓周運動的向心力F=mgtgθ，而tgθ=r/h所以mgtgθ=mω2r由以上幾式得：
g=4π2n2h/t2.
將所測的n、t、h代入即可求得g值.
方法五、用斜槽測量，所用儀器為：斜槽、米尺、秒錶、小鋼球.

按圖2所示裝置好儀器，使小鋼球從距斜槽底H處滾下，鋼球從水平槽底末端以速度v作平拋運動，落在水平槽末端距其垂足為H′的水平地面上，垂足與落地點的水平距離為S，用秒錶測出經H′所用的時間t，用米尺測出S，則鋼球作平拋運動的初速度v=S/t.不考慮摩擦，則小球在斜槽上運動時，由機械能守恆定律得：mgH=mv2/2.所以g=v2/2H=S2/2Ht2，將所測代入即可求得g值.
方法六、用打點計時器測量.所用儀器為：打點計時器、直尺、帶錢夾的鐵架台、紙帶、夾子、重物、學生電源等.
將儀器按圖3裝置好，使重錘作自由落體運動.選擇理想紙帶，找出起始點0，數出時間為t的P點，用米尺測出OP的距離為h，其中t=0.02秒×兩點間隔數.由公式h=gt2/2得g=2h/t2，將所測代入即可求得g.

方法七、如圖4，標有刻度的粗細均勻的U型管裝有適量的水固定在小車上，用不計質量的彈簧秤拉著小車在光滑水平面上作勻加速運動，彈簧秤讀數為F，用天平測出整個小車裝置的質量為M，小車運動時兩液面高度差為Δh，U型管兩管相距為L.
設U型管水平部分橫截面積為S，則這段液體質量為m=ρ·S·L，ρ為水的密度.整個系統以加速度a=F/M沿水平方向運動，作用在該段水的合作力應為F=ma=ρ·S·LF/M.這個合外力由兩臂液柱的壓力差提供，即F=ρ·g·S·Δh.所以ρ·g·S·Δh=ρ·S·LF/M.由此可得：g=F·L/M·Δh，將所測F、L、M、Δh代入可求得g值.
方法八、將方法七中的U型管換成有刻度的玻璃缸（如圖5）內徑為D，其它條件不變，水與小車一起作勻加速運動時，液面上下高差為Δh，這時測力計的讀數為F，整套裝置質量為M，加速度a=F/M.

在液體斜面上取一微小體積元，設其質量為m，所受重力為mg，它還受到下面液體給予的支持力N，這兩個力的合力是產生加速度a的合力，即mg·tgα=ma.又tgα=Δh/D，所以g=F·D/M·Δh，將所測D、F、M、Δh代入即可求g.


方法九、在小車上固定一個「⊥」形支架，上面裝有量角器.量角器的圓心處掛有一重錘線，如圖6所示.用天平測出整套裝置的質量M，測力計質量不計，用測力計拉著小車在光滑的水平面上作勻加速運動時，測力計讀數為F，重錘線與豎直方向夾角為α，整套裝置的加速度為a=F/M，擺球受重力mg和繩子張力T，其合力產生加速度a.即mgtgα=ma，∴g=a/tgα=F/Mtgα.將所測F、M、α代入即可求得g.
方法十、取半徑為R的玻璃杯，內裝適當的液體，固定在旋轉台上.旋轉台繞其對稱軸以角速度ω勻速旋轉，這時液體相對於玻璃杯的形狀為旋轉拋物面（如圖7）.

重力加速度的計算公式推導如下：
取液面上任一液元A，它距轉軸為x，質量為m，受重力mg、彈力N.由動力學知：
Ncosα-mg=0 （1）
Nsinα＝mω2x （2）
兩式相比得tgα=ω2x/g，又 tgα=dy/dx，∴dy=ω2xdx/g，
∴y/x=ω2x/2g. ∴ g=ω2x2/2y.
.將某點對於對稱軸和垂直於對稱軸最低點的直角坐標系的坐標x、y測出，將轉台轉速ω代入即可求得g.
以上測量重力加速度的方法，有的是粗略的，有的是較精確的，有的是可以實際做的，有的是不能做但原理上是合理的「理想實驗」.這些方法多數是力學知識的綜合運用，有利於培養學生創造性思維和發散性思維.本文的目的是使學生開拓視野，起到「思維訓練性實驗」課的作用.

❸ 是探究「動能的大小與什麼因素有關」的實驗裝置

（1）甲實驗的目的是探究鋼球動能的大小與速度的關系；即在實驗時，控制鋼球的質量不變，改變高度即改變鋼球到達斜面底端的速度，觀察木塊被推動的距離遠近，從而判斷鋼球動能的大小；進行乙實驗時，每一次都讓同一小車從斜面上相同的高度由靜止滑下，其目的是使小車在水平面運動的起始速度相同；通過觀察小車在粗糙程度不同的水平面上運動距離來判斷小車在不同的水平面受到阻力的大小；故上述兩個實驗中都用到了控制變數法；（2）通過上述分析不難看出，甲圖實驗是通過觀察木塊移動距離的遠近來判斷鋼球動能大小的；（3）據牛頓第一定律知，若物體在不受任何外力時，總是保持靜止或勻速直線運動狀態，故乙實驗可以推理得出，如果運動的小車在水平面上不受力時，它會做勻速直線運動．故答案為：（1）控制變數法；（2）木塊移動距離的遠近；（3）做勻速直線運動．

❹ 如圖是研究「物體動能的大小與什麼因素有關」的實驗裝置．實驗中，讓同一個鋼球從斜面不同高度由靜止滾下

（1）圖中實驗中讓同一鋼球從同一個斜面上不同的高度由靜止開始運動，「同一鋼球」控制了鋼球的質量不變，「不同高度」鋼球的高度不同，運動的速度也就不同，因此該實驗探究的是鋼球動能與速度的關系．在研究動能大小與什麼因素有關時，我們是通過觀察鋼球推動木塊移動的距離來反映小球動能大小的，採用的是轉換法的思想；
（2）由實驗可以得出：在質量一定時，物體的速度越大，動能越大．
（3）要探究摩擦力對物體運動的影響，可控制鋼球的在斜面上的高度，即控制鋼球的速度，分別在棉布、毛巾表面上運動，發現表面越光滑、受到的摩擦力越小，前進的越遠，進一步推論得出運動的物體在不受外力作用時，物體將作勻速直線運動，由此可知物體的運動不需要力來維持．
故答案為：
（1）速度；
（2）在質量一定時，物體的速度越大，動能越大；
（3）棉布；毛巾；同一；不同；不需要．

❺ 如圖所示是演示動能和重力勢能相互轉化的實驗裝置，

最低點

❻ 如圖所示，是「研究動能的大小與哪些因素有關」的實驗裝置。 （1）實驗中通過觀察______

❼ 某同學做探究恆力做功與動能改變的關系的實驗裝置如圖1所示．（1）在實驗中，用繩的拉力表示小車受到的合

（1）小車在水平方向上受繩的拉力和摩擦力，想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，首先需要平衡摩擦力；
其次：設小車質量M，鉤碼質量m，整體的加速度為a，繩上的拉力為F，則：對小車有：F=Ma；對鉤碼有：mg-F=ma，即：mg=（M+m）a；
如果用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，則要求：Ma=（M+m）a，必須要滿足鉤碼的質量遠小於小車的總質量，這樣兩者才能近似相等．
（2）C是BD的中間時刻，所以C點的速度就等於BD過程中的平均速度：
即：vC＝