探究功与速度变化关系ppt.ppt

弓箭被拉开的距离较小，箭获得的速度比较小；如果用较大的力作用于弓箭，则箭会获得较大的速度。 结论：对物体做的功越多，物体速度的变化就越大（定性关系）。,一、实验的设计,（1）物体动能的变化由做功引起。那么，实验中如何对物体作功？又怎样来表示功的大小呢？,思路引导,可以是恒力做功。例如用一砝码盘牵引着小车做实验，可以通过改变砝码盘的质量，用W=FS表示功的大小。,也可以是变力做功。例如，用书上采用的通过增加每次牵引小车的橡皮筋数目的办法来表示功的大小。,请你思考,（2）如何测量物体的速度呢？,思路引导,可以用打点计时器测量小车的速度。,可以用与气垫导轨配套的光电门的方法来测量小车运动的速度。,实验器材：,长木板，小车，皮筋，电火花打点计时器，纸带、交流电源,思考1. 我们应该以哪一段小车的运动作为研究对象？,皮筋做功W,小车速度变化V,绷紧到松弛,静止开始到皮筋由绷紧变成完全松弛,思考2.这个功W能不能具体测量出来？,注意：本实验不需要测出W的具体数值,这是本实验的精妙之处,我们有几根完全相同的橡皮筋，你有什么想法？,能不能用皮筋拉长X，2 X， 3X来表示做W，2W，3W呢？,用1根（1W）、2根(2W)、3根(3W)橡皮筋 问题：每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要求？,相同,不能，W与X不成正比,如何让橡皮筋每次对小车做的功分别为 W、2W、3W,皮筋做功W 速度变化V 之间的关系,思考3. 小车在木板上的运动时什么性质的运动？,如何让皮筋做的功成为合力功？,先加速再减速。摩擦力也做了功。,G,N,f,斜面法平衡摩擦力,小车要恰好匀速运动,注意：平衡摩擦力时连好纸带，但不要挂皮筋,皮筋做功W 速度变化V 之间的关系,思考4. 小车在平衡摩擦力f之后，在皮筋弹力作用下的运动性质如何？,取哪一段来计算速度呢？,分析,应该采用那些点距来计算小车的速度？,小车的运动情况：,变加速直线运动（加速度越来越小的加速运动）,匀速运动,减速运动,如图：,弹力做功刚完毕时小车的速度，即小车匀速阶段的速度。,例: 为研究功与物体速度变化的关系，在某（2）怎样根据测得的数据进行确定小车的速度？次实验中某同学得到了如图所示的一条纸带, （1）应选哪些点间距进行测量？ . . . . . . . . A B C D E F G,（1）选用DG段,（2）V=LDG / tDG,按照我们探究的思路，开始你的实验！,总结步骤： 1、平衡摩擦力，让一根橡皮筋拉动小车从某一点运动，测出小车经过自由长度处的速度。 2、用两根同样的橡皮筋，拉动小车从统一点释放，再一次测出小车经过自由长度处的速度。 3、依次用三根，4根，5根重复上述步骤。,实验数据记录与处理,建立W-V图像为曲线不够直观,实验数据记录与处理,建立W-V2图像为直线直观,结 论,皮筋弹力对小车做的功与速度的平方成正比 注：这里的弹力就是物体受到的合外力 因为小车从静止开始运动，初速度为零，末速度就是小车速度的变化。 拓展：如果小车的初速度不为零，功与速度之 间应该有什么样的关系？,WV2,WV22-V12V2,参考实验步骤,1、按图装好实验器材，把木板稍微倾斜，平衡阻力 2、先用一条橡皮筋做实验，把橡皮筋拉长到一定的位置，理好纸带，先接通电源，后释放小车。 3、换用纸带，改用2条、3条同样的橡皮筋进行实验，保持每次实验中橡皮筋拉长的长度相同。 4、由纸带算出小车获得的速度(匀速段)，把对小车第一次做的功计为W，第2次，第3次计为2W，3W 5、对测量数据进行估算，大致判断两个量可能的关系，然后以W为纵坐标，v，v2（或其它）为横坐标作图。,误差分析,误差是不可避免的，但我们可以尽量减少它。我们需要注意：,1、准备橡皮筋橡皮筋应该选择规格、弹性程度尽可能一样的若干橡皮筋,2、实验时可用6根橡皮筋，打出6条纸带，连同O点可以有7个点，在描绘曲线时比较容易判断曲线的性质。,3、小车的质量较小，当用多条橡皮筋时，打出的点过少，应改用质量稍大的小车（或可加砝码），以保证打出的点便于处理。,课堂练习,1、本节是一个探究性实验，探究的目的是 A、探究力与物体运动速度的关系 B、探究力与物体运动加速度的关系 C、探究力对物体做功与物体加速度变化的关系 D、探究力对物体做功与物体速度变化的关系,D,2、对橡皮筋做的功来说，直接测量是有困难的，我们可以巧妙地避开这个难题而不影响问题的解决，只需要测出每次实验时橡皮筋对小车做的功是第一次的多少倍，使用的方法是 A、用同样的力对小车做功，让小车通过的距离依次是s、2s、3s进行第1次、第2次、第3次实验时，力对物体做的功就是W、2W、3W B、让小车通过相同的距离，第1次力为F、第2次力为2F、第3次力为3F实验时，力对小车做的功就是W、2W、3W C、选用相同的橡皮筋，在实验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一致，当用1条、2条、3条同样的橡皮筋进行第1次、第2次、第3次实验时，橡皮筋对物体做的功就是W、2W、3W D、利用弹簧秤测量对小车的拉力F，利用直尺测量小车在力作用下移动的距离s，便可以求出每次实验中力对小车做的功，可控制为W、2W、3W ,C,课堂练习,3、在本实验中，小车在运动中会受到阻力作用，这样，在小车沿木板滑行的过程中，除橡皮筋对其做功以外，还有阻力做功，这样便会给实验带来误差，我们在实验中想到的办法是，使木板略微倾斜，对于木板的倾斜程度，下面说法正确的是 A、木板只要稍微倾斜一些即可，没有什么严格的要求 B、木板的倾斜程度在理论上应满足下列条件：即