高中物理 第7章 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

7 6探究功与速度变化的关系 实验目的 通过实验探究橡皮筋对小车做功与小车速度的关系 实验器材 橡皮筋 小车 木板 打点计时器 铁钉等 橡皮筋 小车 打点计时器 纸带 木板 铁钉 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 如何使拉力做的功等于合力做的功 即如何抵消摩擦力 橡皮筋对小车做的功是合力做的功吗 把木板的一端垫高 使重力沿斜面向下的分力与摩擦力平衡 还有摩擦力做功 思考 小车在木板上运动的过程中 哪一阶段橡皮筋对小车做功 橡皮筋对小车拉力做的功能否直接测量 橡皮筋被拉伸直到恢复原长的过程中 解决方案 第一次用一条橡皮筋拉小车 第二次用两条完全相同的橡皮筋并联起来栓到小车上拉小车 且使每条橡皮筋的伸长都和第一次的伸长量一样 做功w 做功2w 依次类推 并联三条 四条 橡皮筋 且拉伸的长度都一样 做的功为3w 4w 1 将打点计时器固定在一块平板上 让纸带的一端夹在小车后端 另一端穿过打点计时器 将平板安装有打点计时器的一端适当垫高 调整高度 直至轻推小车后使小车恰能在板上做匀速直线运动为止 2 将橡皮筋固定在小车前端 拉长橡皮筋使小车位于靠近打点计时器处 记下小车位置 接通打点计时器电源 释放小车 实验过程 3 用2条 3条 4条 5条橡皮筋分别代替1条橡皮筋重做实验 保证每次释放小车的位置相同 即橡皮筋被拉长的长度相同 4w w 2w 3w 5w 弹力做功刚完毕时小车的速度 图象法 4 在上述实验中打出的5条纸带中 分别找出小车开始近似做匀速运动的点 并分别测出匀速运动时的速度v1 v2 v3 v4 v5 图象法处理数据 做w v图 若为曲线 若为直线 则w与v成正比 做w v2图 若为曲线 若为直线 则w与v2成正比 做w v3图 数据处理 w v图 w v2图 数据处理 表明w与v2成正比 结论 弹簧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 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 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 即重力使物体沿斜面下滑的分力应等于小车受