探究功与速度的关系

1、第六节 实验：探究功与速度变化的关系,一、实验目的,二、探究的思路,探究力对物体做的功与速度变化的关系,1. 研究对象是什么？,某一个物体,2. 需要知道哪些物理量？,力对物体做的功 W 和物体的速度 v,3. 怎样得到它们之间的关系？,以力对物体做的功为纵坐标和物体在该点的速度 v为横坐标画图象通过图象找出它们之间的关系,钩码,小车,细绳,纸带,打点计时器,一端附有定滑轮的长木板,方案一,三、探究方案,平衡摩擦力,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,当小车的质量比钩码的质量大很多( M m ) 时，小车所受绳子的牵引力 F 近似地等于钩码的重力 G。,这时，小车所受合力就等

2、于绳子的牵引力 F,方案一的原理,1. 本方案是怎样提供拉力的？,研究对象是小车，由钩码提供拉力。,2. 怎样计算功和速度？,用刻度尺测量纸带得出运动距离 l，读出钩码的重力G，则有 W = Gl。速度可由纸带上打出的点计算得出。,3. 如何得到多组数据？,改变拉力或改变距离可得到不同的多组数据。,数据处理：,1、用天平测出重物的质量，求出重物的重力 2、算出重力所做的功 3、求出此物体的速度变化,结论：W与v2 成正比,误差分析：,1、打点计时器与纸带之间存在这摩擦力； 2、测量长度存在着误差。,实验目的：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、电源 木板、打点计时器

3、、 纸带、铁钉等,实验方案(二),思考1：,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？,橡皮筋的弹力是变力，且弹力与伸长量的关系也不严格遵守胡克定律，不容易计算。,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,橡皮筋的选择？,思考2：,要选择较细的、均匀的，弹性也比较一致的 橡皮筋为好。,橡皮筋的个数不易过多。,如何使拉力做的功等于合力做

4、的功？ 即如何抵消摩擦力,平衡摩擦力,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力与摩擦力平衡,还有摩擦力做功,思考3：,小车在木板上做什么性质的运动？,先加速后匀速运动,我们要取的速度是哪个阶段的速度？这个速度该如何测量？,橡皮筋恢复原长时的速度。利用打点计时器，用橡皮筋恢复原长时的一段位移与所用时间的比值近似计算该点的瞬时速度,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

5、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。橡皮筋对小车做功分别为2W、3W、4W，将数据计入表格,4、在上述实验打出的纸带中，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 。将数据计入表格,六、误差分析,1由于忘记平衡摩擦力或没有完全平衡摩擦力对实验的影响,2橡皮筋长度、粗细不一，使得拉力及拉力的功与条数不成正比带来误差,3纸带上的点之间间距测量也会带来误差,七、注意事项,1适度平衡小车受到

6、的摩擦力；,2每次实验小车都要从同一位置由静止开始运动；,3应选择规格相同的橡皮筋；,4橡皮筋的拉伸长度要适度；,5使小车挂住橡皮筋的中点，放正小车，使小车沿木板的中间线运动,1. 关于探究功与物体速度变化的关系实验中，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,D,2. 在做“探究功与物体速度变化关系”的实验时，下列说法正确的是 ( ) A. 通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值 B. 通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值 C. 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 D. 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,AC,3. 在“探究力对物体做功与速度变化的关系”的实验中每次橡皮筋的拉伸长度都保持不变，这样每次 ( ) A. 做的功一样 B. 每条橡皮筋做的功是一样多 C. 每条橡皮筋的弹性势能是一样的 D. 产生的重力势能相同,BC,4. 为了计算由于橡皮筋做功而使小车获得的速度，在某次实验中某同学得到了下图所示的一条纸带，在 A、B、C、D 中应该选用哪个点的速度才符合要求？