高一课件集6实验：探究功与速度变化的关系

1、6 实验：探究功与速度变化的关系1.1.领会探究功与物体速度变化的关系的实验设计思路。领会探究功与物体速度变化的关系的实验设计思路。 2.2.能进行实验操作，会采集实验数据。能进行实验操作，会采集实验数据。 3.3.理解实验数据时寻找理解实验数据时寻找W W与与v v的关系的方法。的关系的方法。 弹性势能弹性势能重力势能重力势能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W WG GE EP1P1E EP2P2W WF FE EP1P1E EP2P2复习引入复习引入弹弓弹弓弹弓弹弓一、探究目的一、探究目的 探究探究合力做功合力做功与速度变化的关系，初速度为零，与速度变化的关

2、系，初速度为零，实验实验转化为转化为探究合力做功与末速度的关系。探究合力做功与末速度的关系。 1. 1.用什么实验器材测量速度？怎么测？用什么实验器材测量速度？怎么测？ 2.2.测量功需要测什么物理量，用什么实验器材测测量功需要测什么物理量，用什么实验器材测量，怎么测？量，怎么测？ 3.3.怎样通过一个实验同时测出速度和功怎样通过一个实验同时测出速度和功? ? 引导：引导：1. 1. 测速度：打点计时器或光电门等测速度：打点计时器或光电门等. .2. 2. 测量功：用相同橡皮筋的拉力做功或利用重力做测量功：用相同橡皮筋的拉力做功或利用重力做功等功等. .提示：提示：钩码钩码小车小车细绳细绳纸带

3、纸带打点计时器打点计时器一端附有定滑轮的长木板一端附有定滑轮的长木板二、探究方案二、探究方案方案一：方案一：方案一的原理：方案一的原理： 让滑块在钩码的拉力作用下由静止开始做匀加速运让滑块在钩码的拉力作用下由静止开始做匀加速运动动, ,用纸带记录下速度用纸带记录下速度v v1 1、v v2 2, ,拉力做功分别为拉力做功分别为W W1 1、W W2 2, , 保保持滑块质量和所挂钩码的质量不变，保证绳子对滑块的持滑块质量和所挂钩码的质量不变，保证绳子对滑块的拉力保持不变，让滑块从同一位置出发拉力保持不变，让滑块从同一位置出发, ,同样记录下其它同样记录下其它实验数据。实验数据。F阻阻FGF阻阻

4、FNFF2F1平衡摩擦平衡摩擦 注意：注意：要想使合力做功等于拉力做功需要平衡摩擦要想使合力做功等于拉力做功需要平衡摩擦力，方法是将远离滑轮的一端垫高，使重力沿斜面向下力，方法是将远离滑轮的一端垫高，使重力沿斜面向下的分力等于摩擦力。的分力等于摩擦力。方案一的改进：方案一的改进：使用气垫导轨使用气垫导轨橡皮筋橡皮筋小车小车打点计时器打点计时器纸带纸带木板木板铁钉铁钉方案二：方案二： 用几根相同的橡皮筋拉动小车运动用几根相同的橡皮筋拉动小车运动, , 一根橡皮一根橡皮筋做功为筋做功为W,W,两根橡皮筋做功为两根橡皮筋做功为2W,2W,三根橡皮筋做功三根橡皮筋做功为为3W3W，速度通过打点计时器打

5、出的纸带计算得，速度通过打点计时器打出的纸带计算得出。出。方案二的原理：方案二的原理： 注意：注意：要想使合力做功等于橡皮筋拉力所做的要想使合力做功等于橡皮筋拉力所做的功，同样需要平衡摩擦力，方法也是将远离滑轮的功，同样需要平衡摩擦力，方法也是将远离滑轮的一端垫高，使重力沿斜面向下的分力等于摩擦力。一端垫高，使重力沿斜面向下的分力等于摩擦力。通过每次增加一根橡皮筋通过每次增加一根橡皮筋的方法表示功的大小。的方法表示功的大小。气垫导轨实验气垫导轨实验学生实验学生实验教师实验教师实验v2v3vv实验实验次数次数橡皮筋橡皮筋做的功做的功匀速运动时的速度匀速运动时的速度1 1W W0.2320.232

6、0.0538240.0538240.0124870.0124870.4816640.4816642 22W2W0.3210.3210.1030410.1030410.0330760.0330760.5665690.5665693 33W3W0.4170.4170.1738890.1738890.0725120.0725120.6457550.6457554 44W4W0.4690.4690.2199610.2199610.1031620.1031620.6848360.6848365 55W5W0.5290.5290.2798410.2798410.1480360.1480360.727324

7、0.7273246 66W6W0.5710.5710.3260410.3260410.1861690.1861690.7556450.755645三、采集数据三、采集数据 生成结论生成结论Wv与 图象Wv与图象2Wv与 图象3Wv与 图象实验结论：实验结论：2Wv 即即力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度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。的平方成正比。1.1.本节是一个探究性实验，探究的目的是本节是一个探究性实验，探究的目的是( )( )A.A.探究力与物体运动速度的关系探究力与物体运动速度的关系B.B.探究力与物体运动加速度的关系探究力与物体运动加速度的关系C.C.探

8、究力对物体做功与物体加速度变化的关系探究力对物体做功与物体加速度变化的关系D.D.探究力对物体做功与物体速度变化的关系探究力对物体做功与物体速度变化的关系D D2.2.对橡皮筋做的功来说，直接测量是有困难的，我们可对橡皮筋做的功来说，直接测量是有困难的，我们可以巧妙地避开这个难题而不影响问题的解决，只需要测以巧妙地避开这个难题而不影响问题的解决，只需要测出每次实验时橡皮筋对小车做的功是第一次的多少倍，出每次实验时橡皮筋对小车做的功是第一次的多少倍，使用的方法是使用的方法是( )( )A.A.用同样的力对小车做功，让小车通过的距离依次是用同样的力对小车做功，让小车通过的距离依次是s s、2s2s

9、、3s3s进行第进行第1 1次、第次、第2 2次、第次、第3 3次次实验时，力对实验时，力对物体做的功就是物体做的功就是W W、2W2W、3W 3W B.B.让小车通过相同的距离，第让小车通过相同的距离，第1 1次力为次力为F F、第、第2 2次力为次力为2F2F、第第3 3次力为次力为3F3F实验时，力对小车做的功就是实验时，力对小车做的功就是W W、2W2W、3W 3W C CC.C.选用相同的橡皮筋，在实验中每次橡皮筋拉伸的长度选用相同的橡皮筋，在实验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一致，当用保持一致，当用1 1条、条、2 2条、条、3 3条条同样的橡皮筋进行第同样的橡皮筋进行第1 1次、第次

10、、第2 2次、第次、第3 3次次实验时，橡皮筋对物体做的功就实验时，橡皮筋对物体做的功就是是W W、2W2W、3W 3W D.D.利用弹簧秤测量对小车的拉力利用弹簧秤测量对小车的拉力F F，利用直尺测量小车在，利用直尺测量小车在力的作用下移动的距离力的作用下移动的距离s s，便可以求出每次实验中力对小，便可以求出每次实验中力对小车做的功，可控制为车做的功，可控制为W W、2W2W、3W 3W 3.3.在本实验中，小车在运动中会受到阻力作用，这样，在本实验中，小车在运动中会受到阻力作用，这样，在小车沿木板滑行的过程中，除橡皮筋对其做功以外，在小车沿木板滑行的过程中，除橡皮筋对其做功以外，还有阻力

11、做功，这样便会给实验带来误差，我们在实验还有阻力做功，这样便会给实验带来误差，我们在实验中想到的办法是，使木板略微倾斜，对于木板的倾斜程中想到的办法是，使木板略微倾斜，对于木板的倾斜程度，下面说法正确的是度，下面说法正确的是( )( )A.A.木板只要稍微倾斜一些即可，没有什么严格的要求木板只要稍微倾斜一些即可，没有什么严格的要求B.B.木板的倾斜程度在理论上应满足下列条件：即重力沿木板的倾斜程度在理论上应满足下列条件：即重力沿斜面下滑的分力应等于小车受到的阻力斜面下滑的分力应等于小车受到的阻力C.C.如果小车不受拉力时在滑行的木板上能做匀速运动，如果小车不受拉力时在滑行的木板上能做匀速运动，

12、这时木板的倾斜程度是符合要求的这时木板的倾斜程度是符合要求的D.D.其实木板不倾斜，问题也不大，因为实验总是存在误其实木板不倾斜，问题也不大，因为实验总是存在误差的差的BCBC4.4.在做实验时，小车会因为受摩擦力而影响实验，我们可在做实验时，小车会因为受摩擦力而影响实验，我们可以使木板倾斜作为补偿。则下面操作正确的是（以使木板倾斜作为补偿。则下面操作正确的是（ ）A.A.使拖着纸带的小车由静止释放，小车不下滑即可使拖着纸带的小车由静止释放，小车不下滑即可B.B.使拖着纸带的小车由静止释放，小车能下滑即可使拖着纸带的小车由静止释放，小车能下滑即可C.C.沿木板向下推拖着纸带的小车，放手后打点计

13、时器在纸沿木板向下推拖着纸带的小车，放手后打点计时器在纸带上打下的点间距均匀即可带上打下的点间距均匀即可D.D.以上说法都不对以上说法都不对C C5 5在探究做功与物体速度变化的实验中，第一次用一根橡在探究做功与物体速度变化的实验中，第一次用一根橡皮筋系在小车上，将小车拉到某个位置松手，得到一条打皮筋系在小车上，将小车拉到某个位置松手，得到一条打有点的纸带有点的纸带1 1，第二次用两根橡皮筋并系在小车上，将小车，第二次用两根橡皮筋并系在小车上，将小车拉到同一位置松手，又得到一条打有点的纸带拉到同一位置松手，又得到一条打有点的纸带22当有六当有六根相同的橡皮筋并系在小车上时，可得到打有点的纸带根

14、相同的橡皮筋并系在小车上时，可得到打有点的纸带6 6，现要用纸带来求因橡皮筋做功而使小车获得的速度，下列现要用纸带来求因橡皮筋做功而使小车获得的速度，下列做法正确的是（做法正确的是（ ）D DA A在六条纸带中选择其中一条点迹清晰且点间距合理的纸在六条纸带中选择其中一条点迹清晰且点间距合理的纸带，依次在这条纸带上标出计数点并求出各计数点的速度，带，依次在这条纸带上标出计数点并求出各计数点的速度，就可得到橡皮筋做功与小车速度变化的关系就可得到橡皮筋做功与小车速度变化的关系B B每条纸带末端倒数第每条纸带末端倒数第2 2个点的速度就可近似看成是对应的个点的速度就可近似看成是对应的橡皮筋做功而使小车获得的速度橡皮筋做功而使小车获得的速度C C每条纸带始端第每条纸带始端第2 2个点的速度就可近似看成是对应的橡皮个点的速度就可近似看成是对应的橡皮筋做功