六、探究功与物体速度变化的关系

六 探究功与物体速度变化的关系六 探究功与物体速度变化的关系 要点导学要点导学 1 探究实验的设计思路 要求能够改变功和测量功 W 能够对应地测量出物体的速度 v 书本利用如图所示的装置来实验 本实验中改变功的办法是 功的变化情况是一份功 W 二份功 2W 三份功 3W 等 为了是橡皮筋对物体做的功为总功 必须消除摩擦力做功对探究带来的影响 因此实验前必须将木板适当 使小 车能够在木板上作匀速运动为标准 物体速度的测量是通过 来实现的 2 探究实验的数据分析 为了清晰地显示出功与速度变化的关系 数据分析时可以采用图 象分析法 如果作出 是一条直线 表明橡皮筋做的功与小车获得的速度的 关系是正比例关系 即 W v 如果不是直线 就可能是 W v2 W v3 甚至 W 因此记录实验数据时可以设计一个如图的表格 范例精析 范例精析 例例 1 如图是本实验的装置示意图 1 长木板的倾斜程度如何调试 2 小车前上方的 钩子在制作造型上有何要求 解析解析 1 木板的倾斜程度应调节到轻推小车 拖着纸带 则小车恰能在木板上匀速下 滑 2 小车前上方的钩子是用于套橡皮筋的 制作造型上要求在橡皮筋松弛时 很容易 从钩子上脱落下来 例例 2 在用本节教材所示的实验装置进行的探究实验时 打出了如图 5 6 3 所示的一条纸 带 请你说说 1 利用这条纸带要测出哪个物理量 2 要利用纸带上的哪一段 才 能正确上述的物理量 解析解析 1 在弹簧的弹力消失后 小车的运动近似是匀速运动 利用这条纸带要测出物 体匀速运动的速度 2 寻找哪些点的间距是均匀的 利用这些点距均匀的点来测量小车 的速度 通过测量可以知道 在 f g h 之间点的间隔是均匀的 假设打点计时器的周期为 T 则小车的最大速度为 vm fg 2T 拓展拓展 理论上讲 也可以利用纸带上的 d e f 段 先求出打 e 点时的速度 ve 再求加速度 a 再求打点 f 时的速度 vf 但是这样做既麻烦 误差又大 所以这种做法不可取 在做本实验时 打出点的纸带上应该写出打这条纸带时所用的橡皮筋的数目 某同学 分别用一条橡皮筋 二条橡皮筋做实验 打出了如图所示的纸带 但是该同学忘了在纸带 上记录橡皮筋的数目 你能否帮助该同学判断每条纸带对应的橡皮筋的数目 参考答案 因为实验中选取的橡皮筋都是相同的 所以每条橡皮筋的作用力也是相同 的 用两条橡皮筋时的作用力是用一条橡皮筋时的作用力的两倍 那么加速度也是两倍 也就是说用两条橡皮筋时的速度变化得快 由图可知 下面的纸带的速度变化快 所以下 面的纸带应该是用两条橡皮筋时打的点 能力训练能力训练 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 D 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 2 除了从实验探究功与物体速度变化的关系外 也可以从理论上作探究 如图所示 我们 选用理想化模型来探究 设质量为 m 的物体放在光滑的水平地面上 用恒定的水平推力使 物体移动 L 的水平距离 试根据牛顿运动定律和功的计算公式 推理功和物体速度变化的 关系 3 设质量为 m 的物体放在倾角为 的粗糙斜面上 用恒定的推力沿着斜面方向使物体移 动 L 的距离 试根据牛顿运动定律和功的计算公式 推理功和物体速度变化的关系 本题 与习题 1 的结论有什么不同 4 在小车牵引纸带运动过程中 打点计时器记录了小车的运动情况 如图所示 图中 A B C D E 为相邻的计数点 相邻计数点间的时间间隔为 T 0 1s 试计算 l 各点瞬时速度 vA m s 0 vB m s 0 6 vC m s 1 2 vD m s 1 8 vE m s 2 4 2 设小车质量为 m 1 0 kg 试作出从 A 点至 B 点 至 C 点 至 D 点 至 E 点的过 程中 合外力的功 W 与各计数点速度平方 v2的关系图线 5 除了课本介绍的探究性实验装置外