高中物理 第7章 第6節(jié) 實(shí)驗(yàn)：探究功與速度變化的關(guān)系課件 新人教版必修2

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1、7.6 7.6 探究功與速度變化的關(guān)系探究功與速度變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^實(shí)驗(yàn)探究橡皮筋對小實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^實(shí)驗(yàn)探究橡皮筋對小車做功與小車速度的關(guān)系車做功與小車速度的關(guān)系實(shí)驗(yàn)器材：橡皮筋、小車、木板、打?qū)嶒?yàn)器材：橡皮筋、小車、木板、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、鐵釘?shù)赛c(diǎn)計(jì)時(shí)器、鐵釘?shù)认鹌そ钕鹌そ钚≤囆≤嚧螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶紙帶木板木板鐵釘鐵釘探探 究的究的 思思 路路1、測量橡皮筋對小車做的功、測量橡皮筋對小車做的功W 2、測量由于橡皮筋做功而使小車獲得的、測量由于橡皮筋做功而使小車獲得的速度速度v 3、數(shù)據(jù)處理，尋找、數(shù)據(jù)處理，尋找W與與v的關(guān)系的關(guān)系如何使拉力做的功等于合力做的功？即如何使拉力做的功等于合

2、力做的功？即如何抵消摩擦力。如何抵消摩擦力。橡皮筋對小車做的功是合力做的功嗎？橡皮筋對小車做的功是合力做的功嗎？把木板的一端把木板的一端墊高，使重力墊高，使重力沿斜面向下的沿斜面向下的分力與摩擦力分力與摩擦力平衡平衡F阻阻F還有摩擦還有摩擦力做功力做功小車在木板上運(yùn)動(dòng)的過程中，哪一階小車在木板上運(yùn)動(dòng)的過程中，哪一階段橡皮筋對小車做功？段橡皮筋對小車做功？橡皮筋對小車橡皮筋對小車?yán)ψ龅墓δ芾ψ龅墓δ芊裰苯訙y量？否直接測量？? ? ? ?C B A橡皮筋被拉伸橡皮筋被拉伸直到恢復(fù)原長直到恢復(fù)原長的過程中的過程中第一次用第一次用一條一條橡皮筋橡皮筋拉小車?yán)≤嚨诙斡玫诙斡脙蓷l兩條完全相完全相

3、同的橡皮筋并聯(lián)起來同的橡皮筋并聯(lián)起來栓到小車上拉小車，栓到小車上拉小車，且使每條橡皮筋的伸且使每條橡皮筋的伸長都長都和第一次的伸長和第一次的伸長量一樣量一樣做功做功W做功做功2W依次類推，并聯(lián)依次類推，并聯(lián)三條三條、四條四條橡皮橡皮筋，且拉伸的長度都一樣，做的功為筋，且拉伸的長度都一樣，做的功為3W、4W1 1、將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在一塊平板上，讓、將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在一塊平板上，讓紙帶的一端夾在小車后端，另一端穿過打紙帶的一端夾在小車后端，另一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。將平板安點(diǎn)計(jì)時(shí)器。將平板安裝有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一裝有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端適當(dāng)墊高端適當(dāng)墊高，調(diào)整高度，直至輕推小車后，調(diào)整高度，直至輕推小車后使小

4、車使小車恰能恰能在板上在板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)為止。為止。2 2、將橡皮筋固定在小車前端。拉長橡皮、將橡皮筋固定在小車前端。拉長橡皮筋使小車位于筋使小車位于靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，處，記下記下小車位置小車位置。接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，釋放釋放小車小車。3 3、用、用2 2 條、條、3 3 條、條、4 4 條、條、5 5 條橡皮筋條橡皮筋分別代替分別代替1 1 條橡皮筋重做實(shí)驗(yàn)，保證條橡皮筋重做實(shí)驗(yàn)，保證每次釋放小車的位置相同每次釋放小車的位置相同，即橡皮，即橡皮筋被拉長的長度相同。筋被拉長的長度相同。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)次數(shù)次數(shù)橡皮筋橡皮筋做的功做的功位移位移l /m時(shí)間間

5、時(shí)間間隔隔t /s勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度度v /(m/s)123454WW2W3W5W. . . . . . . . . . 彈力做功剛完畢彈力做功剛完畢時(shí)小車的速度時(shí)小車的速度4 4、在上述實(shí)驗(yàn)中打出的、在上述實(shí)驗(yàn)中打出的5 5 條紙帶中，條紙帶中，分別找出小車開始分別找出小車開始近似做勻速運(yùn)動(dòng)近似做勻速運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)的點(diǎn)，并分別測出勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速，并分別測出勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度度v v1 1 、v v2 2 、v v3 3 、v v4 4 、v v5 5 。做做W- -v圖圖若為曲線若為曲線若為直線，則若為直線，則W與與v成正比成正比做做W- -v2圖圖若為曲線若為曲線若為直線，則若為直線，

6、則W與與v2成正比成正比做做W- -v3圖圖為什么不為什么不做做 W- - 圖圖?1vWv /(m/s)1234560.80 1.10 1.281.53 1.761.89W- -v圖圖W- -v2圖圖Wv2/(m2s -2)0010.64 21.2131.6442.3453.1063.57表明表明W與與 v2 成正比成正比結(jié)結(jié) 論論彈簧彈力對小車做的功與速度的平方成彈簧彈力對小車做的功與速度的平方成正比正比注：這里的彈力就是物體受到的合外力注：這里的彈力就是物體受到的合外力 因?yàn)樾≤噺撵o止開始運(yùn)動(dòng)，初速度為零，因?yàn)樾≤噺撵o止開始運(yùn)動(dòng)，初速度為零，末速度就是小車速度的變化。末速度就是小車速度的變

7、化。2、對橡皮筋做的功來說，直接測量是有困難的，我、對橡皮筋做的功來說，直接測量是有困難的，我們可以巧妙地避開這個(gè)難題而不影響問題的解決，們可以巧妙地避開這個(gè)難題而不影響問題的解決，只需要測出每次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋對小車做的功是第一只需要測出每次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋對小車做的功是第一次的多少倍，使用的方法是次的多少倍，使用的方法是A、用同樣的力對小車做功，讓小車通過的距離依、用同樣的力對小車做功，讓小車通過的距離依次是次是s、2s、3s進(jìn)行第進(jìn)行第1 1次、第次、第2 2次、第次、第3 3次次實(shí)驗(yàn)時(shí)，力對物體做的功就是實(shí)驗(yàn)時(shí)，力對物體做的功就是W W、2W2W、3W 3W B B、讓小車通過相同的距離，第、

8、讓小車通過相同的距離，第1 1次力為次力為F F、第、第2 2次力次力為為2F2F、第、第3 3次力為次力為3F3F實(shí)驗(yàn)時(shí)，力對小車做的功實(shí)驗(yàn)時(shí)，力對小車做的功就是就是W W、2W2W、3W 3W C C、選用相同的橡皮筋，在實(shí)驗(yàn)中每次橡皮筋拉伸的、選用相同的橡皮筋，在實(shí)驗(yàn)中每次橡皮筋拉伸的長度保持一致，當(dāng)用長度保持一致，當(dāng)用1 1條、條、2 2條、條、3 3條條同樣的橡同樣的橡皮筋進(jìn)行第皮筋進(jìn)行第1 1次、第次、第2 2次、第次、第3 3次次實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對物體做的功就是筋對物體做的功就是W W、2W2W、3W 3W D D、利用彈簧秤測量對小車的拉力、利用彈簧秤測量對小車的拉力

9、F F，利用直尺測量，利用直尺測量小車在力作用下移動(dòng)的距離小車在力作用下移動(dòng)的距離s s，便可以求出每次實(shí)，便可以求出每次實(shí)驗(yàn)中力對小車做的功，可控制為驗(yàn)中力對小車做的功，可控制為W W、2W2W、3W 3W C3、在本實(shí)驗(yàn)中，小車在運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力作用，這、在本實(shí)驗(yàn)中，小車在運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力作用，這樣，在小車沿木板滑行的過程中，除橡皮筋對其做樣，在小車沿木板滑行的過程中，除橡皮筋對其做功以外，還有阻力做功，這樣便會(huì)給實(shí)驗(yàn)帶來誤差，功以外，還有阻力做功，這樣便會(huì)給實(shí)驗(yàn)帶來誤差，我們在實(shí)驗(yàn)中想到的辦法是，使木板略微傾斜，對我們在實(shí)驗(yàn)中想到的辦法是，使木板略微傾斜，對于木板的傾斜程度，下面說法正確的是于木板的傾斜程度，下面說法正確的是A、木板只要稍微傾斜一些即可，沒有什么嚴(yán)格的、木板只要稍微傾斜一些即可，沒有什么嚴(yán)格的要求要求B、木板的傾斜程度在理論上應(yīng)滿足下列條件：即重、木板的傾斜程度在理論上應(yīng)滿足下列條件：即重力使物體沿斜面下滑的分力應(yīng)等于小車受到的阻力力使物體沿斜面下滑的分力應(yīng)等于小車受到的阻力C、如果小車不受拉力時(shí)在滑行的木板上能做勻速、如果小車不受拉力時(shí)在滑行的木板上能做勻速運(yùn)動(dòng)，這木板的傾斜程度是符合要求的運(yùn)動(dòng)，這木板的傾斜程度是符合要求的D、其實(shí)木板不傾斜，問題也不大，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)總是、其實(shí)木板不傾斜，問題也不大，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)總是存在誤差的存在誤差的BC