探讨功与速度转变的关系

1、实验：探讨功与速度转变的关系知识与技术教学目标1.会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度.2,学习利用物理图象探讨功与物体速度转变的关系.教学里点1、学习探讨功与速度转变关系的物理方式2、会利用图象法处置数据寻觅w与v的关系.教学难点1 .实验数据的处置方式一一图象法.2 .实验进程中的标准操作（实验条件的操纵）.进程与方式1 .通过纸带与打点计时器来探讨功与速度的关系，体验探讨进程和物理学的研究方式2 .实际探讨进程中如何把变力做功那个问题解决.情感态度与价值观1 .体验探讨的困难，享受成功的乐趣.2 .通过实验探讨，体会学习的欢乐，激发学习的爱好：通过切身实践，树立”实践是查验真理的唯

2、一标准”的科学观.教学进程温习导入教师出示问题：1 .重力做功与重力势能的关系？重力势能的表达式？（重力做功与途径无关.重力势能是物体和地球那个系统所共有的，具有相对性.重力做功等于重力势能增量的相反数，即1%=-AEP=mgh-mgh2）2 .弹力做功与弹性势能的关系？弹簧弹性势能的表达式？（发生弹性形变的物体各部份之间存在弹性势能，和重力势能一样，弹性势能也具有相对性且弹力做的功等于弹性势能增量的相反数.KPIV.=J心：）3、物体动能的含义是什么？（物体由于运动而具有的能量）4、箭的动能从无到有什么缘故会发生转变?足球的动能又什么缘故发生改变？由于弓对箭做了功和运动员对足球做了功。（学生

3、讨论）请同窗们依照上面的例子总结一下：改变物体动能的缘故是什么？（师总结）改变更能的缘故是外力对物体做了功，而物体的动能与物体的速度紧密相关。因此要探讨功与动能转变的关系，第一要探讨功与速度转变的关系。（教师投影出示问题）1 .该探讨实验的目的、实验所需要的器材及实验的设计思路.2 .讲义中利用不同数量的橡皮筋拉动小车做功，对此，你有何热悉?如何选择橡皮筋才尽可能减小误差？3 .实验时为何要平稳摩擦力？如何平稳.？4 .实验中如何来测定小车的速度?如何从纸带上分析出小车在通过B点时的速度？(学生活动)带着问题阅读课文，试探、交流、解决问题，学生代表发言.(师生互动)：学生代表在回答下列问题进程

4、中，教师给予评判、引导，使问题的答案准确、标准.(知识点介绍)实验目的：(1)通过实验探讨力对物体做的功与物体速度转变的关系.(2)体会探讨的进程和所用的方式.实验器材：木板、小车、橡皮筋、打点计时器及电源、纸带等.设计思路：如图所示(D设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W(2)由纸带和打点计时器分别测出小车获得的速度5、5、5(3)以橡皮舫对小车做的功为纵坐标(以第一次实验时的功W为单位),小车获得的速度为横坐标作出W-v曲线.(4)如果W-b曲线是一条直线，表明卬8»；如果不是有线，可看手考虑是否存在下列关系：、W8j、卬，(5)根据卬-力草图,大致判断两个后可能是什么关

5、系如果认为很可能是W8J,就做出W-/曲线.如果这条曲线是一条直线，就可以证明你的判断是正确的实验步骤：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(打点计时器打出的点迹较均匀)，如此就平稳了摩擦力。二、将橡皮筋固定在小车前端。拉长橡皮筋使小车位于靠近打点计时器处，记下小车位置。接通打点计时器电源，释放小车。3、用2条、3条、4条、5条橡皮筋别离代替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。4、在上述实验中打出的5条纸带中，别离找

6、出小车开始近似做匀速运动的点，并别离测出匀速运动时的速度也、V,、V,、5、V-五、成立直角坐标系，用纵坐标表示力对物体做的功，用横坐标表示物体的速度v或速度的平方，指点、连线，得出结论-合外力做的功与速度的平方成正比，即力对物体做的功与物体速度的平方成正比。实验注意事项：1 .躲开变力功的计算，用倍数表示功橡皮筋在被拉伸直到恢恢复长的进程中对小车做功，橡皮筋拉小车时的作使劲是变力,咱们不能直接用恒力功公式求变力做功问题，但选用相同的橡皮筋，且伸长量都一样时，檬皮条数量的关系确实是做功多少的关系，因此，能够不需求出变力功的大小，就明白功的关系.市售的橡皮筋粗细不一，一致性差，弹力偏大.不同的橡

7、皮筋之间的弹力不同也较大,不能知足本实验的要求.而且用至少4根以上时弹力过大，使打出的纸带点数过少，以致找不出小车不受力匀速运动时所打出的点.可选择服装中利用的多股橡皮筋的松紧带，要认真地剪成单股.点拨：这种做法巧妙地回避了具体功数值的计算，可使问题简化，但对橡皮筋的要求比较高。2 .平稳摩擦力实验中的小车不可幸免地要受摩擦力的作用，摩擦力对小车做负功，咱们研究拉力对小车做功和速度的关系，应排除其他力的阻碍.可将木板的一端稍垫高，轻推小车，观看小车是不是做匀速运动，使重力的分力与摩擦力相平稳，排除摩擦力的阻碍人Fn强调注意事项：(1)、平稳摩擦力时应将木板放有打点计时器的一端垫高，小车不连橡皮

8、筋，尾部固定一纸带，轻推小车使小车沿木板向下能做匀速运动。(2)、若是纸带上打出的点间距是均匀的，说明小车做匀速运动3 .速度的测定(1)用打点计时器来测速度；选取纸带上的点时，应选点间距均匀的那一段纸带来计算小车的速度，因为这一段是橡皮筋对小车做功完毕时的情形，具体操作是在纸带上选取间距均匀的点来确信小车取得的速度,即v=二2T(2)用频闪照相来测速度：(3)用传感器借助运算机来测速度.4、实验中物体应从静止释放，初速度为零。实验数据的处置将取得的一组(W,V)值描点于w-V坐标平面内，从点的散布情形来大致判定应该是什么样的曲线，然后别离试探画出W与V、W与/、W与/、W与J7间的图象.因为

9、直线关系最容易判定两个物理量的关系，因此通过试探，找出哪一组是正比关系，最后确信功与速度的最终关系，也可借助运算机来进行分析、整理.画图线时应画成滑腻的曲线，不能连成折线：在画直线时应尽可能使点落在直线上，不能落在直线上的点应均匀散布在直线的双侧，如图甲、乙所示.甲乙教师活动：要求学生根据实脸的设计思路,归纳进行实验的步骤分小组进行实验，教师观看学生实验，及时给予帮助或引导学生活动：归纳实验步骤,按步骤进行实验点评：咱们无法直接有一些数据得出规律性的结论，可用图像法来处置数据，并能够尽可能的舍弃由于偶然误差显现的数据.还能够使探讨的物理量之间的关系更明确、更清楚直观。例如本节实验，当做出w与V

10、的图线关系不甚明确时，可改用W与V二的关系使探讨结论更形象直观。实验误差：一、误差的来源之一是橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋的拉力与橡皮筋的条数不成正比,因此实验中应尽可能选用长度和规格相同的橡皮筋。2.因为橡皮筋拉力过大，小车取得的速度比较大，加上实验次数少，所取点数也少，使在描W-v图线上各点时，各对应点近似呈线性关系，而误得结论W与v成线性关系解决方式：实验中一方而尽可能选用劲度系数小的橡皮筋：第二方而尽可能保证纸带上打出足够多的点：第三方面可在小车上加硅码，增大小车质量，使小车取得的速度不致过大，第四方而在画图时加大纵坐标的单位长度，从而所刻画出的W-v图线为抛物线形状比较明显。第五

11、方而从原点0开始刻画图线拓展：改良方案在上述设计方案中，咱们是通过平稳摩擦力来排除拉力之外的力做功的，还用纸带上的点计算速度，略微麻烦些，随着科技的进展，咱们此刻还能够用气垫导轨来最大限度的减少摩擦力，用光电门代替打点计时器测时刻计算速度。展现气垫导轨、光电门，简单介绍实验器材的原理。滑行器被气垫托起来悬浮于空中，进而达到无摩擦力成效。咱们用两个光电门之间的距离除以穿过两个光电门的时刻，即能够计算出滑块在两光电门之间的平均速度。若是咱们把两个光电门之间的距离尽可能缩小，那计算的平均速度就越接近瞬时速度，因此咱们取两光电门距离为4cm,用4cm除以计数器上读取的时刻取得的速度来代替该位置的瞬时速

12、度。课堂练习一、回答1 .假想假设不平稳摩擦，纸带上的点会是什么样的?平稳摩擦以后，纸带上的点又是什么样的？2 .纸带上的点距并非都是均匀的，应该选用哪些点距来确信小车的速度?什么缘故？3 .在改变橡皮筋的条数后，什么缘故要把小车拉到相同的位置释放?不如此做会显现什么现象？答案：1 .假设不平稳摩擦，小车在开始时受橡皮筋的拉力和摩擦力.拉力慢慢变小，摩擦力不变.在两个力相等前做加速度愈来愈小的加速运动，两力相等时速度达到最大.以后两力的合力方向与速度方向相反，合力开始做负功，做加速度愈来愈大的减速运动，当橡皮筋恢恢复长后仅受摩擦力，做匀减速直线运动.故纸带上的点是两头密、中间疏，几乎找不到间距

13、相等的点.平稳摩擦后，小车开始做加速度愈来愈小的加速运动，橡皮筋恢恢复长后做匀速直线运动，故点迹是开始密，愈来愈疏，以后间距相等.2 .由上述分析可知，平稳摩擦后，纸带上的点并非都是均匀的.在小车做加速运动的进程中，橡皮筋还在继续对小车做功，恢恢复长，做功完毕.小车做匀速运动，因此咱们要选择点距相等的点来确信小车的速度.具体做法：测出点距相等的n个点间的位移x,xV=(-1)73 .由上一行探讨已经明白，性能相同弹簧或橡皮筋的弹性势能只与形变量有关且形变量相同弹性势能相同.每次必需拉至相同位置，目的是保证每次实验每条橡皮筋的弹性势能相同,如此橡皮筋的条数与弹性势能成正比，使得做的功与橡皮筋的条

14、数成正比.随着橡皮筋条数的增多，做功别离为w、2W、3W假设不严格拉至同一名置，就不知足上述情形，造成较大误差二、典型例题例1关于探讨功与物体速度转变的关系实验中，以下表达正确的选项是（）A.每次实验必需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维持一致C.放小车的长木板应该尽可能使其水平D,先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出解析：本实验没有必要测出橡皮筋做的功究竟是多少焦耳，只要测出以后各次实验时橡皮筋做的功是第一次实验时的多少倍就已经足够了，R错.每次实验橡皮筋拉伸的长度必需维持一致，只有如此才能保证以后各次实验时，橡皮筋做的功是第一次实验时的整数倍，

15、B错.小车运动中会受到阻力，只有使木板倾斜到必然程度，才能减小误差，C错.实验时，应该先接通电源，让打点计时器开始工作，然后再让小车在橡皮筋的作用下弹出，D正确.答案：D点评：做实验前，要先了解探讨的内容、思路、方式，才能对实验中存在的问题进行正确处置.例2某同窗在探讨功与物体速度转变的关系时取得了W与v的一组数据，请你对这些数据进行处置，并确信w与v之的关系.W0.001.002.003.004.005.00u/(m§')0.000.801.101.281.53L760.000.641.211.642.343.103.57解析：以w为抓坐标."为横坐标.作出w-V

16、曲线.以W为纵坐标，一为横坐标，作出W-v1的戏.由图象可看出：Woe".点评：用图象法分析两物理量之间的关系，很直琬.也很清晰.某同学在探究功与物体速度变化的关系实验中,设计了如图5-6-4所示的实验.将纸带固定在重物上,让纸带穿过电火花计时器或打点计时器.先用手提着纸带,使重物辞止在靠近计时器的地方.然后接通电源，松开纸带，让重物自由下落,计时费就在纸带上打下一系列小点.得到的纸带如图5-6-5所示,0点为计时器打卜的第1个点.该同学对数据进行了下列处理:取0A=A3=BC,并根据纸带算出了A、5、C三点的速度分别为外=0.12m/s>vB=0.17m/s,卬=0.21m/s