实验：探究功与速度变化的关系实用教案

1、弹性弹性(tnxng)势能势能重力势能重力势能(zhn l sh nn)动能动能重力做功重力做功弹力做功弹力做功外力做功外力做功速度速度WGEP1EP2第1页/共23页第一页，共23页。猜想猜想(cixi(cixing)ng) （1）物体(wt)的动能与哪些因素有关？ （2）如何(rh)进行研究？ 猜测物体的动能可能与其质猜测物体的动能可能与其质量和速度有关。量和速度有关。 用控制变量法，先控制质量不变，用控制变量法，先控制质量不变，用实验研究物体的动能与速度的关系。用实验研究物体的动能与速度的关系。第2页/共23页第二页，共23页。 （1）物体动能的变化由做功引起。那么，实验中如何对物体作功

2、？又怎样(znyng)来表示功的大小呢？一、实验一、实验(shyn)(shyn)的设计的设计第3页/共23页第三页，共23页。思路思路(sl)(sl)引导引导 可以是恒力做功。例如用一砝码盘牵引着小车做实验，可以通过改变砝码盘的质量(zhling)，用W=FS表示功的大小。 也可以是变力做功。例如，用书上采用的通过增加每次牵引小车的橡皮筋数目的办法(bnf)来表示功的大小。第4页/共23页第四页，共23页。请你思考请你思考(sko)(sko) （2）如何测量(cling)物体的速度呢？第5页/共23页第五页，共23页。思路思路(sl)(sl)引导引导 可以用打点计时器测量小车(xioch)的速

3、度。 可以用与气垫导轨配套的光电门的方法来测量小车运动(yndng)的速度。第6页/共23页第六页，共23页。关系实验实验(shyn)(shyn)器材：橡皮筋、小车、器材：橡皮筋、小车、木板、打点计时器、铁钉等木板、打点计时器、铁钉等橡皮筋橡皮筋小车小车(xioch)打点计时器打点计时器纸带纸带木板木板铁钉铁钉 探究的器材第7页/共23页第七页，共23页。探 究的 思 路1、测量(cling)橡皮筋对小车做的功W 2、测量(cling)由于橡皮筋做功而使小车获得的速度v 3、数据处理，寻找W与v的关系第8页/共23页第八页，共23页。探究(tnji)的技巧1、测量橡皮筋对小车做的功W问题(wn

4、t)：探究过程中，我们是否需要测出橡皮筋做功的具体数值？ 措施： 设法让橡皮筋每次对小车做的功分别为 W、2W、3W 不需要(xyo)第9页/共23页第九页，共23页。第一次用一条第一次用一条(y tio)橡皮筋橡皮筋拉小车拉小车第二次用两条完全相同的橡第二次用两条完全相同的橡皮筋并联皮筋并联(bnglin)起来栓起来栓到小车上拉小车，且使每条到小车上拉小车，且使每条橡皮筋的伸长都和第一次的橡皮筋的伸长都和第一次的伸长量一样伸长量一样做功做功(zugng)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，且拉伸的橡皮筋，且拉伸的长度都一样，做的功为长度都一样，做的功为3W、4

5、W第10页/共23页第十页，共23页。问题：每次实验中橡皮筋拉伸的长度问题：每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么有什么(shn me)(shn me)要求？要求？ 相同相同(xin tn)第11页/共23页第十一页，共23页。请你思考请你思考(sko)(sko) 怎样选择(xunz)橡皮筋比较好呢？第12页/共23页第十二页，共23页。思路思路(sl)(sl)导引导引 要选择要选择(xunz)(xunz)粗细差不多，弹性也粗细差不多，弹性也比较一致的橡皮筋为好。比较一致的橡皮筋为好。第13页/共23页第十三页，共23页。如何使拉力如何使拉力(ll)做的功等于合力做的功？做的功等于合力做的功？即如何

6、抵消摩擦力。即如何抵消摩擦力。橡皮筋对小车橡皮筋对小车(xioch)做的功是合力做的功是合力做的功吗？做的功吗？把木板的把木板的一端垫高，一端垫高，使重力沿使重力沿斜面向下斜面向下的力与摩的力与摩擦力平衡擦力平衡F阻阻FGF阻阻FN还有摩擦还有摩擦力做功力做功FF2F1第14页/共23页第十四页，共23页。2、测量由于橡皮筋做功(zugng)而使小车获得的速度v 问题：如何测量小车的速度？ 利用打点计时器打出的纸带 问题：纸带上打出的点并不都是均匀的，应该采用那些点来计算小车的速度？为什么？ 取点迹清晰且间距均匀的部分第15页/共23页第十五页，共23页。4 4、在上述实验中打出的、在上述实验

7、中打出的5 5 条纸带中，分别条纸带中，分别(fnbi)(fnbi)找出小车找出小车开始近似做匀速运动的点，并分别开始近似做匀速运动的点，并分别(fnbi)(fnbi)测出匀速运动时测出匀速运动时的速度的速度v1 v1 、v2 v2 、v3 v3 、v4 v4 、v5 v5 。3 3、用、用2 2 条、条、3 3 条、条、4 4 条、条、5 5 条橡皮筋分别代替条橡皮筋分别代替1 1 条橡皮筋条橡皮筋重做实验重做实验(shyn)(shyn)，保证每次释放小车的位置相同，即橡，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。皮筋被拉长的长度相同。1 1、将打点计时器固定在一块平板上，让纸带

8、的一端夹、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，另一端穿过在小车后端，另一端穿过(chun (chun u)u)打点计时器。将平打点计时器。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。轻推小车后使小车恰能在板上做匀速直线运动为止。2 2、将橡皮筋固定在小车前端。拉长橡皮筋使小车位、将橡皮筋固定在小车前端。拉长橡皮筋使小车位于于靠近打点计时器靠近打点计时器处，处，记下小车位置记下小车位置。接通打点计时接通打点计时器电源器电源，释放小车释放小车。? ? ?C B A第16页/共2

9、3页第十六页，共23页。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匀速运动时的速匀速运动时的速度度v /(m/s)123454WW2W3W5W. . . . . . . . . . 弹力做功弹力做功(zugng)刚完毕刚完毕时小车的速度时小车的速度用什么用什么(shn me)方法处理数方法处理数据比较直观据比较直观?第17页/共23页第十七页，共23页。做做W- -v图图若为曲线若为曲线(qxin)若为直线若为直线(zhxin)，则，则W与与v成正比成正比做做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

10、为什么不为什么不做做 W- - 图图?1v第18页/共23页第十八页，共23页。Wv /(m/s)1234560.80 1.10 1.281.53 1.761.89W- -v图图00为什么图象为什么图象(t xin(t xin) )会通过原点会通过原点? ?第19页/共23页第十九页，共23页。W- -v2图图Wv2/(m2s -2)0010.64 21.2131.6442.3453.1063.57表明表明(biomng)W与与 v2 成正比成正比第20页/共23页第二十页，共23页。1、橡皮筋的选择、橡皮筋的选择(xunz)选择选择(xunz)粗细差不多，弹性也比较一致的粗细差不多，弹性也比较一致的橡皮筋橡皮筋2、平衡摩擦力、平衡摩擦力 木板的一端垫高木板的一端垫高3、橡皮筋的条数、橡皮筋的条数一般小于一般小于5条条4、实验装置的选取、实验装置的选取第21页/共23页第二十一页