2019-2020学年高中物理 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

第6节实验：探究功与速度变化的关系,一、实验目的1通过实验探究力对物体做功与物体速度变化的关系。2经历探究过程，体会科学方法。二、实验原理1功的确定：让橡皮筋拉动小车做功使小车的速度增加，使拉小车的橡皮筋的条数由1条变为2条、3条则橡皮筋对小车做的功为w、2w、3w。,2速度的计算：通过对打点计时器所打纸带的测量计算出每次橡皮筋做功结束时小车的速度。3分析每次橡皮筋做的功与物体速度的关系，即可总结出功与速度变化的关系。三、实验器材木板、橡皮筋(若干)、小车、电火花打点计时器(或电磁打点计时器、复写纸、学生电源)、交流电源、纸带、刻度尺等。,四、实验步骤1按如图761所示安装好实验仪器。,图761,2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wv，wv2等图像，探究w、v的关系。,图762,2系统误差的另一主要来源是摩擦力平衡得不合适。3利用纸带确定物体的速度时，点间距测量不准会带来偶然误差。4作图描点不准确也会带来偶然误差。七、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。,2测小车速度时，纸带上的点均匀的部分，也就是测小车做匀速运动时的速度。3所选橡皮筋的劲度系数应小一些，小车质量应大一些，以使纸带上打的点多一些。4所选橡皮筋的规格应一样，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。5每次释放小车时，都要让它从同一位置由静止开始运动。,题型一实验原理及实验步骤,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763所示，实验主要过程如下：,例1,(1)设法让橡皮筋对小车做的功分别为w、2w、3w；(2)分析打点计时器打出的纸带，求出小车的速度v1、v2、v3；(3)作出wv草图；,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，补偿的方法是使木板适当倾斜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通过纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算,自主解答由实验原理可知改变橡皮筋做功多少的办法是靠改变橡皮筋条数来实现的，a正确；为使橡皮筋的拉力等于小车所受的合外力，通过使木板倾斜的方法平衡摩擦阻力，b正确；若没有平衡或平衡摩擦力不足的话，就会出现橡皮筋拉力为零后，小车减速运动，打出的点逐渐变密，c正,确；外力做功后小车速度达到最大，表现为点间距最大且相对均匀，所以计算小车获得的速度应以最后一段点间距进行计算，d错误。答案d,题型二实验数据处理和注意事项,在做“探究功与物体速度变化的关系”的实验时，小车的质量为m，使用橡皮筋6根，每次增加一根，实验中w、v、v2的数据已填在下面表格中。,例2,自主解答(1)将表中的数据分别描在图甲、乙所示的两个坐标系中，然后在图甲中用平滑曲线连接，在图乙中用斜直线连接，并且使尽可能多的点分布在曲线上或对称分布在直线两侧，如图甲和乙所示。,(2)从乙图看出wv2。答案(1)见自主解答图(2)wv2,题型三实验、创新设计,现有以下器材：小球、弧形光滑轨道、刻