山东省冠县武训高级中学高三物理 探究功与速度变化的关系1复习课件.ppt

5 4探究功与速度变化的关系 1 实验目的 1 探究力对物体做功与物体速度变化的关系 2 着重体会探究的过程和所用的方法 2 实验原理 w ek2 ek1 即w mv2 0 即w v2 3 实验器材 橡皮筋 打点计时器 小车 纸带 复写纸 电源 导线 刻度尺 木板 钉子 在用图所示装置做 探究动能定理 的实验时 下列说法正确的是通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度 平衡摩擦力 一条 2 功 速度 4 实验步骤 按图甲所示将实验仪器安装好 同时 先用橡皮筋做实验 用打点计时器和纸带测出小车获得的速度v1 设此时橡皮筋对小车做的功为w1 将这一组数据记入表格 用条橡皮筋做实验 实验中橡皮筋拉伸的长度与第一次 这时橡皮筋对小车做的功为w2 测出小车获得的速度v2 将数据记入表格 用3条 4条 橡皮筋做实验 用同样的方法测出和 记入表格 相同 结束 匀速 5 分析数据 得出结论 为探究橡皮筋弹力做功和小车速度的关系 需要测量弹力做功时小车的速度 即小车做运动的速度 应在纸带上测量的物理量是的距离s 小车速度的表达式v a1 a2 s t 2 实验数据记录 1 测量小车的速度 5 分析数据 得出结论 3 实验数据处理及分析 在坐标纸上 图5 5 2 画出和图线 w 以一根橡皮筋做的功为单位 w v w v2 w v2 4 实验结论 从图象可知功与物体速度变化的关系为 6 注意事项 1 平衡摩擦力 原因 实验中的小车不可避免地要受到摩擦力的作用 摩擦力对小车做负功 我们研究的是橡皮筋做的功与物体速度的关系 应设法排除摩擦力的影响 方法 可采用将木板一端垫高的方法来实现 将木板一端垫高 使重力沿斜面方向的分力与摩擦力相平衡 就能消除摩擦力的影响 判断已平衡掉摩擦力的方法是 轻推一下小车 观察小车不受其他力时能在木板上做匀速运动 6 注意事项 我们用2条 3条 橡皮筋进行第2次 第3次 实验时 每次实验时橡皮筋伸长的长度都应保持一致 打点计时器打出的纸带上相邻各点的间距并不均匀 应选间距均匀的那一段纸带来计算小车的速度 因为这一段是橡皮筋对小车做功完毕时的情形 本实验并不需要测量橡皮筋做的功到底是多少焦耳 只是测出以后各次实验橡皮筋做的功是第一次实验时的多少倍 这样做可以大大简化操作 误差的主要来源是橡皮筋的长度 粗细不一 使橡皮筋的拉力做功w与橡皮筋的条数不成正比 平衡摩擦力不彻底或平衡过了也会造成误差 利用打上点的纸带计算小车的速度时 测量不准带来误差 7 误差分析 关于探究动能定理的实验中 下列叙述正确的是 a 每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值b 每次实验中 橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致c 放小车的长木板应该尽量使其水平d 先接通电源 再让小车在橡皮筋的作用下弹出 2009年安徽卷 探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系 实验装置如图3所示 实验主要过程如下 a 本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为w 2w 3w 所采用的方法是选用同样的橡皮筋 并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致 当用1条橡皮筋进行实验时 橡皮筋对小车做的功为w 用2条 3条 橡皮筋并在一起进行第2次 第3次 实验时 橡皮筋对小车做的功分别是2w 3w b 小车运动中会受到阻力 补偿的方法 可以使木板适当倾斜 c 某同学在一次实验中 得到一条记录纸带 纸带上打出的点 两端密 中间疏 出现这种情况的原因 可能是没有使木板倾斜或倾角太小 d 根据记录纸带上打出的点 求小车获得的速度的方法 是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算 2009 广东 某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究 动能定理 如图5 5 4所示 他们将拉力传感器固定在小车上 用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连 用拉力传感器记录小车受到拉力的大小 在水平桌面上相距50 0cm的a b两点各安装一个速度传感器 记录小车通过a b时的速度大小 小车中可以放置砝码 1 实验主要步骤如下 测量和拉力传感器的总质量m1 把细线的一端固定在拉力传感器上 另一端通过定滑轮与钩码相连 正确连接所需电路 将小车停在c点 小车在细线拉动下运动 记录细线拉力及小车通过a b时的速度 在小车中增加砝码 或 重复 的操作 小车 释放小车 改变钩码数量 2 下表是他们测得的一组数据 其中m是m1与小车中砝码质量之和 v22 v12 是两个速度传感器记录速度的平方差 可以据此计算