人教版高中物理必修二第七章7.6探究功与速度变化的关系课件(共16张PPT)

1、高中物理必修高中物理必修2 复复 习习 回回 顾顾 弹性势能变化弹性势能变化 重力势能变化重力势能变化 动能变化动能变化 重力做功重力做功 弹力做功弹力做功 合外力做功合外力做功速度变化速度变化 WGEp W弹 弹 Ep 实实 验：验： 探探 究究 功功 与与 小小 车车 速速 度度 变变 化化 的的 关关 系系 实验目的：通过实验探究橡皮筋对小通过实验探究橡皮筋对小 车做的功与小车速度的关系车做的功与小车速度的关系 实验器材：实验器材： 橡皮筋、小车、长木板、打点计时器、纸橡皮筋、小车、长木板、打点计时器、纸 带、带、 _、铁钉、铁钉、_等。等。 交流电源交流电源刻度尺刻度尺 思思 考考 小

2、车在木板上运动的过程中，哪一阶段橡皮小车在木板上运动的过程中，哪一阶段橡皮 筋对小车做功？筋对小车做功？ 橡皮筋对小车拉力做橡皮筋对小车拉力做 的功能否直接测量？的功能否直接测量？ 橡皮筋的弹力是变力，橡皮筋的弹力是变力， 且弹力与伸长量的关且弹力与伸长量的关 系也不严格遵守胡克系也不严格遵守胡克 定律定律 ，不容易计算。，不容易计算。 ? ? ? ? ? ? A B C 怎样设计实 验才能解决 这一问题? 橡皮筋刚好橡皮筋刚好 恢复原长恢复原长 A B 解 决 方 案 第一次用第一次用一条一条橡皮筋拉小车橡皮筋拉小车 第二次用第二次用两条两条完全相同的橡完全相同的橡 皮筋并联起来重复实验，且

3、皮筋并联起来重复实验，且 使每条橡皮筋的伸长都使每条橡皮筋的伸长都和第和第 一次的伸长量一样一次的伸长量一样 做功做功W 做功做功2W 依次类推，并联依次类推，并联三条三条、四条四条橡皮筋，且拉伸橡皮筋，且拉伸 的长度都一样，做的功为的长度都一样，做的功为3W、4W 思 考1.小车在木板上做什么性质的运动？小车在木板上做什么性质的运动？ 先加速、后匀速、再减速先加速、后匀速、再减速 2.我们要取的速度是哪个阶段的速度？我们要取的速度是哪个阶段的速度？ 这个速度该如何测量？这个速度该如何测量？ 橡皮筋对小车刚好做完功时的速度橡皮筋对小车刚好做完功时的速度, ,也即也即 小车进入匀速运动阶段的速度

4、。小车进入匀速运动阶段的速度。 利用打点计时器打出的纸带及刻度尺，测利用打点计时器打出的纸带及刻度尺，测 量小车在匀速运动阶段的位移与所用时间，量小车在匀速运动阶段的位移与所用时间， 进而近似地计算出所需测量的速度。进而近似地计算出所需测量的速度。 如何使橡皮筋做的功等于合力做的功？即如如何使橡皮筋做的功等于合力做的功？即如 何消除摩擦力的影响？何消除摩擦力的影响？ 思 考 如果木板水平放置，那么橡皮筋对小车做的如果木板水平放置，那么橡皮筋对小车做的 功是合力做的功吗？功是合力做的功吗？ Ff fF G Ff f FN 不是，因为还有不是，因为还有 摩擦力做功摩擦力做功 F G2 G1 把木板

5、的一端适当把木板的一端适当 垫高，使重力沿斜垫高，使重力沿斜 面向下的分力与摩面向下的分力与摩 擦力平衡。擦力平衡。 4.在上述实验中打出的在上述实验中打出的5 条纸带中，分别找出对应于小车条纸带中，分别找出对应于小车 做匀速运动的点做匀速运动的点，并分别测出匀速运动时的速度，并分别测出匀速运动时的速度v1 、v2 、 v3 、v4 、v5 。 3.分别并联使用分别并联使用2 条、条、3 条、条、4 条、条、5 条相同的橡皮筋重复条相同的橡皮筋重复 实验，保证实验，保证每次释放小车的位置相同每次释放小车的位置相同，即保证橡皮筋被拉，即保证橡皮筋被拉 长的长度相同，从而使橡皮筋做的功成倍的变化。

6、长的长度相同，从而使橡皮筋做的功成倍的变化。 1.将打点计时器固定在长木板一端，将纸带的一端固定在将打点计时器固定在长木板一端，将纸带的一端固定在 小车的后端，另一端穿过打点计时器。将长木板小车的后端，另一端穿过打点计时器。将长木板安装有打安装有打 点计时器的一端适当垫高点计时器的一端适当垫高，调整高度，直至轻推小车后使，调整高度，直至轻推小车后使 小车小车恰能恰能在板上在板上做匀速直线运动做匀速直线运动为止。为止。 2.将橡皮筋两端固定在钉子上，中间套在小车的前端。拉将橡皮筋两端固定在钉子上，中间套在小车的前端。拉 长橡皮筋使小车位于长橡皮筋使小车位于靠近打点计时器靠近打点计时器处，处，记下

7、小车位置记下小车位置A。 然后然后先接通打点计时先接通打点计时 器电源器电源，再释放小车再释放小车。 实 验 过 程 ? ? ? ? A 数 据 记 录实验实验 次数次数 橡皮筋橡皮筋 做的功做的功 位移位移 l /m 时间间隔时间间隔 t /s 橡皮筋做完功时的橡皮筋做完功时的 速度速度v /(ms-1) 1 2 3 4 5 4W W 2W 3W 5W . . . . . . . . . . 即小车做匀速直即小车做匀速直 线运动时的速度线运动时的速度 思考：思考：用什么方法处理数用什么方法处理数 据比较直观据比较直观? ? 做做W-v图图 若为曲线若为曲线 若为直线，则若为直线，则W与与v成

8、正比成正比 做做W-v2图图 若为曲线若为曲线 若为直线，则若为直线，则W与与v2成正比成正比 做做W-v3图图 为什么不做为什么不做 图图? W v 1 数 据 处 理 Wv /(ms-1) 1W 2W 3W 4W 5W 6W 0.80 1.10 1.28 1.53 1.76 1.89 00 为什么图象会通过原点为什么图象会通过原点? ? W- -v图图 数 据 处 理 Wv2/(m2s -2) 00 1W0.64 2W1.21 3W1.64 4W2.34 5W3.10 6W3.57 W- -v2图图 结论：W与与 v2 成正比成正比 v2 W 误差来源：误差来源： 四、描点不准带来误差。四

9、、描点不准带来误差。 误 差 分 析 一、由于忘记平衡摩擦力或没有完全平衡摩一、由于忘记平衡摩擦力或没有完全平衡摩 擦力而导致误差。擦力而导致误差。 二、橡皮筋规格不完全相同，使得拉力的功二、橡皮筋规格不完全相同，使得拉力的功 与条数不严格成正比带来误差。与条数不严格成正比带来误差。 三、纸带上所打点的间距测量也会带来误差。三、纸带上所打点的间距测量也会带来误差。 减小误差的办法：减小误差的办法： 描点时，既要观察各点的位置关系，又要描点时，既要观察各点的位置关系，又要 考虑应有的函数关系。若拉力较大，小车速考虑应有的函数关系。若拉力较大，小车速 度大，点数较少，可能使度大，点数较少，可能使W

10、与与v成线性关系。成线性关系。 控制小车速度，加大纵坐标单位长度，可减控制小车速度，加大纵坐标单位长度，可减 小误差。小误差。 误 差 分 析 实验前要先平衡摩擦力。实验前要先平衡摩擦力。 尽量选用同一规格的橡皮筋。尽量选用同一规格的橡皮筋。 选用间距均匀的几个间隔，测量其总长度，求得选用间距均匀的几个间隔，测量其总长度，求得 平均速度。平均速度。 1.关于探究功与物体速度变化的关系的实验中，关于探究功与物体速度变化的关系的实验中， 下列叙述正确的是下列叙述正确的是() A.每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功 的具体数值的具体数值 B.实验中，每次橡皮筋拉伸的长度没有必要保实验中，每次橡皮筋拉伸的长度没有必要保 持一致持一致 C.应该尽量将长木板摆放水平应该尽量将长木板摆放水平 D.先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下 弹出弹出 学 以 致 用 D 2.一个人骑自行车在平直的路面上前行，当一个人骑自行车在平直的路面上前行，当 人停止蹬车后，车继续向前运动（如下图所人停止蹬车后，车继续向前运动（如下图所 示），运动过程中受到的阻力可以认