高中物理 第7章 机械能守恒定律 第6节 实验：探究功与速度变化的关系课件 新人教版必修2.ppt

成才之路 物理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 必修2 机械能守恒定律 第七章 第六节实验 探究功与速度变化的关系 第七章 1 在如图所示的装置中 释放小车 拉伸的橡皮筋对小车做功 使小车获得速度 第一次实验设橡皮筋对小车所做的功为w 后面的实验中都保持橡皮筋的拉伸长度与第一次 橡皮筋的条数分别为原来的2倍 3倍 橡皮筋对小车所做的功分别为 w w 探究思路 一致 2 3 2 由纸带和打点计时器分别测出小车获得的速度v1 v2 v3 3 以橡皮筋对小车做的功为 坐标 以第一次实验时的功w为单位 小车获得的速度为 坐标 作出w v曲线 纵 横 一条直线 v2 1 小车运动中受到阻力 小车的速度在运动中是变化的 使木板倾斜 让小车不受橡皮条的拉力时 下滑 也就是 摩擦力 2 橡皮条做功完毕后 小车匀速运动 则打在纸带上的点应是 分布的 利用纸带点 和打点计时器记录的 求出速度 操作的技巧 匀速 平衡掉 均匀 间距 时间 先对测量数据进行估计 或者作出w v草图 大致判断两个量可能有什么关系 如果认为有可能是w v2 就对每一个速度值算出它的二次方 然后以 为纵坐标 为横坐标作图 不是以v为横坐标 如果这样作出的图象是 说明两者关系真的是w v2 数据的处理 w v2 一条直线 一 实验器材木板 小车 橡皮筋 若干 打点计时器 低压交流电源 纸带 刻度尺等 二 实验步骤1 按实验要求安装好实验仪器 2 平衡摩擦力 将安装有打点计时器的长木板的一端垫起 纸带穿过打点计时器 不挂橡皮筋 闭合电源 轻推小车 打点计时器在纸带上打出间隔均匀的点 3 第一次先用一条橡皮筋做实验 用打点计时器和纸带测出小车获得的速度v1 设此时橡皮筋弹力对小车做功为w 并将得到的数据记入表格 4 换用2条 3条 4条 同样的橡皮筋做实验 并将橡皮筋拉伸的长度都和第一次相同 测出v2 v3 v4 橡皮筋对小车做功分别为2w 3w 4w 将数据记入表格 5 分析数据 尝试做w v w v2等图象 探究w v的关系 四 误差分析1 误差来源 一是由于忘记平衡摩擦力或没有完全平衡摩擦力对实验的影响 二是橡皮筋长度 粗细不一 使得拉力及拉力的功与条数不成正比带来误差 三是纸带上所打点的间距测量也会带来误差 四是描点不准带来误差 2 减小误差的办法 1 实验前要先平衡摩擦力 2 尽量选用同一规格的橡皮筋 3 选用间距均匀的几个间隔 测量其总长度 求得平均速度 4 描点时既要观察各点的位置关系 又要考虑应有的函数关系 若拉力大 小车速度大 点数少 可能使w与v呈线性关系 控制小车速度 加大纵坐标单位长度 可减小误差 五 注意事项1 平衡摩擦力的方法 将木板一端垫高 轻推小车 由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否做匀速运动 找到木板的一个合适的倾角 2 测小车速度时 纸带上的点应选均匀部分的 也就是选小车做匀速运动的 3 橡皮筋应选规格一样的 力对小车做的功以一条橡皮筋做的功为单位即可 不必计算出具体数值 4 每次释放小车时 都要让它从同一位置由静止开始运动 5 小车质量应大一些 使纸带上打的点多一些 对实验原理及实验过程的考查 1 除了图中已有的实验器材外 还需要导线 开关 刻度尺和 2 实验中 小车会受到摩擦阻力的作用 可以使木板适当倾斜来平衡摩擦阻力 则下面操作正确的是 a 放开小车 能够自由下滑即可b 放开小车 能够匀速下滑即可c 放开拖着纸带的小车 能够自由下滑即可d 放开拖着纸带的小车 能够匀速下滑即可 3 若木板水平放置 小车在两条橡皮筋作用下运动 当小车速度最大时 关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置 下列说法正确的是 a 橡皮筋处于原长状态b 橡皮筋仍处于伸长状态c 小车在两个铁钉的连线处d 小车已过两个铁钉的连线 4 在正确操作情况下 打在纸带上的点 并不都是均匀的 为了测量小车获得的速度 应选用纸带的 部分进行测量 根据上面所示的纸带回答 填入相应段的字母 解析 1 打点计时器使用的是交流电源 2 平衡摩擦力的目的是让拖着纸带的小车沿木板匀速下滑 即使小车的重力沿木板向下的分力与摩擦力相抵消 3 因为木板水平放置 故摩擦力没有被平衡掉 当小车速度最大时 f弹 ff 故橡皮筋有弹力 处于伸长状态 4 求速度应按纸带中小车匀速运动时所打点的部分来求 答案 1 交流电源 或学生电源 2 d 3 b 4 gk 选取匀速部分均为正确 1 打点计时器与学生电源按图乙连接 正确的连接是 填 a 或 b 2 关于本实验的下列要求和操作中 必须保证 a 每根橡皮筋的粗细和原长必须尽可能相同b 用天平测量小车的质量c 每次实验时小车都必须从同一个位置由静止释放d 在接通打点计时器电源的同时释放小车 3 实验中木板略微倾斜 这样做 a 是为了释放小车后 小车能匀加速下滑b 防止纸带上打点不清晰c 可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功d 可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动 4 下图是某次实验得到的一段纸带 由此可算出小车获得的速度大小为 m s 保留两位有效数字 答案 1 b 2 ac 3 cd 4 0 75 实验数据处理方法 解析 通过试探