高中物理人教必修2课件7.6实验探究功与速度变化的关系

1、,第七章：机械能守恒定律,第 6 节：实验：探究功与 速度变化的关系,1.理解探究性实验中的探究思路、操作技巧和数据处理，能够自主设计实验。 2.会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。 3.利用物理图象探究功与物体速度变化的关系。,重力做功,重力势能,弹力做功 WF,外力做功 W,弹性势能,动 能,速 度,？,WG = mg(h1 h2) = Ep1 Ep2= Ep,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 物体的速度 v 3. 怎样得到它们之间的关系？ 分别以它们为纵坐标和横坐标画图象通过图象看出它们之间的关系,一、实验目的,二、探究的思路,探

2、究力对物体做的功与速度变化的关系,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，小车所受合力就等于绳子的牵引力 F,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。速度可由纸带上的点计算出。 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。,方案一的原理

3、,橡皮筋,小 车,打点计时器,纸 带,木 板,铁 钉,方案二,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。,怎样设计实验才能解决这一问题?,橡皮筋对小车的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,第一次用一条橡皮筋拉小车，设橡皮筋对小车做功为 W,第二次用两条完全相同的橡皮筋并列栓到小车上拉小车，且使每条橡皮筋的伸长都和第一次的伸长量一样，则橡皮筋以小车做的功为 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,倍增法,小车在木板上做什么性质的运动？,我们要取的速度

4、是哪个阶段的速度？这个速度该如何测量？,先加速后匀速,橡皮筋恢复原长时的速度，就是匀速阶段的速度,5. 分析数据，尝试做 Wv，Wv2等图象，探究W、v可能关系。,4. 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。,1. 安装实验仪器。,3. 第一次先用一根橡皮筋做实验，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 W，并将测得的数据记入表格。,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，不栓橡皮筋，闭合电源，轻推小车，直到打点计时器在纸带上打出间隔均匀的

5、点为止。,实验操作,橡皮筋恢复原长时小车的速度,四、数据的处理,用什么方法处理数据比较直观?,图象法处理数据,作 W-v 图,若为曲线,若为直线，则 W 与 v 成正比,作W - v2 图,若为曲线,若为直线，则 W 与 v2 成正比,作 W - v3 图,五、采集数据 生成结论,从得到的数据可看出：W 越大，v 越大,W-v 图象,W - v2 图象,W - v3 图象,W - 图象,实验结论,W - v2 图象,即力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的平方成正比。,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.

6、 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？,实验中所要求测