高中物理 第七章 第六节 实验：探究功和速度变化的关系课件1 新人教版必修2.ppt

实验 探究功与速度变化的关系 学习目的 1 理解探究性实验中的探究思路 操作技巧和数据处理 能够自主设计实验 2 会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度 3 利用物理图象探究功与物体速度变化的关系 思考 力引起了物体动能的改变 力对物体做了功 探究功与动能的关系 物体的动能与它的速度是密切相关速度的变化又与它的受力有关所以 我们首先来探究 力对物体做功与物体速度变化的关系 实验方案设计 明确实验目的 探究功与速度变化的关系 实验目的 实验仪器 打点计时器 小车 长木板 纸带 橡皮条 刻度尺 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 接通电源 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 把小车第一次获得的功计为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 探究的思路 1 测量橡皮筋对小车做的功w2 测量由于橡皮筋做功而使小车获得的速度v3 数据处理 寻找w与v的关系 1 测量橡皮筋对小车做的功w 问题b 能否测量出橡皮条做功的具体数值 f为变力 做的功很难测量 问题a 橡皮筋对小车在哪个阶段做功 橡皮筋有形变时 问题d 每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要求 相同 问题c 探究过程中 我们如何对橡皮筋做的功进行测量 措施 设法让橡皮筋每次对小车做的功分别为w 2w 3w 2 测量由于橡皮筋做功而使小车获得的速度v 问题a 小车的运动性质是什么 先做加速运动 后作匀速运动 问题b 纸带上打出的点并不都是均匀的 应该采用那些点来计算小车的速度 为什么 取点迹清晰且间距均匀的部分 3 数据处理 寻找w与v的关系 实验操作注意事项 2 每次实验小车都要从同一位置由静止开始运动 3 橡皮筋的拉伸长度要适度 1 适度平衡小车受到的摩擦力 该实验的优缺点 优点 该实验方法巧妙地避开了功的计算 直接确定了橡皮筋拉力对小车所做功的倍数关系 设计思路充分体现了探究的精神 缺点 橡皮筋的长度 粗细不一 橡皮条条数多时很难从纸带上找到点迹均匀的点 实验误差较大 思考 若给出以下实验装置 你能利用本实验装置研究功与速度变化间的关系吗 请说说你的设想 基本步骤 1 如图所示 把打点计时器竖直地固定在置于桌边的铁架台上 将打点计时器与电源连接好 2 将纸带穿过电火花记时器或打点计时器的限位孔 并把纸带的一端固定在重物上 使重物停靠在打点计时器的地方 先用手提着纸带 3 先接通电源 后松开纸带 让重物带着纸带自由下落 计时器就在纸带上打下一列小点 4 重复几次 得到3 5条纸带 5 在打好点的纸带中挑选 点迹清楚且第一 二两点间距离约为2mm 的一条纸带 记下第一个点的位置o 并在纸带上从任意点开始依次选取几个点1 2 3 并用刻度尺依次测出各点到位置o的距离 这些距离就是物体运动到点1 2 3 时下落的高度h1 h2 h3 6 应用平均速度就是中间时刻的瞬时速度的方法 计算出各点对应的瞬时速度v1 v2 v3 7 把得到的数据记入表格里 并计算从o点到各点对应的重力做的功mgh 实验结论 力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的平方成正比 例1 用如图所示的装置 探究功与物体速度变化的关系 实验时先适当垫高木板 然后由静止释放小车 小车在橡皮条弹力的作用下被弹出 沿木板滑行 小车滑行过程中带动通过打点计时器的纸带 记录其运动情况 观察发现纸带前面部分点迹疏密不匀 后面部分点迹比较均匀 回答下列问题 典型例题 1 适当垫高木板是为了 2 通过纸带求小车速度时 应使用纸带的 填 全部 前面部分 或 后面部分 3 若实验做了n此 所用橡皮条分别为1根 2根 n根 通过纸带求出小车的速度分别为v1 v2 vn 用w表示橡皮条对小车所做的功 作出w v2图线是一条过原点的直线 这说明w与v2的关系是 平衡摩擦 后面部分 功正比于速度的平方 例2 如图所示 小车在橡皮条弹力的作用下被弹出 沿木板滑行 小车滑行过程中带动通过打点计时器的纸带 记录其运动情况 小车的运动情况可描述为ab之间为运动 cd之间为运动 加速运动 匀速运动 通过这节课你学到了什么 1 利用橡皮条的拉力对小车做功探究功与速度变化的关系 2 巧妙地解决了变力做功问题 3 利用重力做功探究功与速度变化的关系 知道可通过不同的实验装置探究功与速度变化的关系 自我测评 学的好不好 测完就知道 作业 1 拓展 通过纸带计算任意两点间重力做的功与速度变化的关系 2 导学提升案 谢谢 探究的技巧 小车在木板上运动时会受到阻力 可以采用什么方法进行补偿 使木板稍微倾斜 用重力的分力 下滑力 来平衡小车运动过程中受到的阻力 操作要点 1 把打点计时器固定在长木板上 2 平衡摩擦力 3 先用一条橡皮筋做实验 用打点计时器和纸带测出小车的速度v1 设此时橡皮筋对小车做的功为w 记入表格 4 用两条橡皮筋做实验 实验中橡皮筋拉伸的长度与第一次相同 这样橡皮