探究功与速度变化的关系实验

1、实验：探究功与速度变化的关系实验：探究功与速度变化的关系 学习目的：学习目的：1、理解探究性实验中的探究思路、操作、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。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、会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。运动的速度。3、利用物理图象探究功与物体速度变化、利用物理图象探究功与物体速度变化的关系。的关系。思考 探究功与速度的关系探究功与速度的关系实验方案设计实验方案设计明确实验目的明确实验目的设置实验情景设置实验情景选定实验器材选定实验器材拟定实验方案拟定实验方案探究功与速度变化的关系探究功与速度变化的关

2、系实验目的：实验目的：实验仪器实验仪器打点计时器、小车、长木板、纸带、打点计时器、小车、长木板、纸带、橡皮条、刻度尺橡皮条、刻度尺参考实验步骤参考实验步骤1、按图装好实验器材，把木板稍微倾斜，平衡阻力、按图装好实验器材，把木板稍微倾斜，平衡阻力2、先用一条橡皮筋做实验，把橡皮筋拉长到一定的、先用一条橡皮筋做实验，把橡皮筋拉长到一定的位置，理好纸带，接通电源，释放小车。位置，理好纸带，接通电源，释放小车。3、换用纸带，改用、换用纸带，改用2条、条、3条条同样的橡皮筋进行同样的橡皮筋进行实验，保持每次实验中橡皮筋拉长的长度相同。实验，保持每次实验中橡皮筋拉长的长度相同。4 4、由纸带算出小车获得的

3、速度，把小车第一次获得、由纸带算出小车获得的速度，把小车第一次获得的功计为的功计为W W，第，第2 2次，第次，第3 3次次计为计为2W2W，3W 3W 5 5、对测量数据进行估算，大致判断两个量可能的关、对测量数据进行估算，大致判断两个量可能的关系，然后以系，然后以W W为纵坐标，为纵坐标，v v，v v2 2（或其它）为横坐（或其它）为横坐标作图。标作图。探探 究的究的 思思 路路1、测量橡皮筋对小车做的功、测量橡皮筋对小车做的功W 2、测量由于橡皮筋做功而使小车获得的速度、测量由于橡皮筋做功而使小车获得的速度v 3、数据处理，寻找、数据处理，寻找W与与v的关系的关系1、测量橡皮筋对小车做

4、的功、测量橡皮筋对小车做的功W 问题问题b：能否测量出橡皮条做功的具体数值？：能否测量出橡皮条做功的具体数值？ F为变力，做的功很难测量。为变力，做的功很难测量。 问题问题a：橡皮筋对小车在哪个阶段做功？：橡皮筋对小车在哪个阶段做功？橡皮筋有形变时橡皮筋有形变时问题问题d：每次实验中橡皮筋拉伸的长度：每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要求？有什么要求？ 相同相同问题问题c：探究过程中，我们如何对橡皮筋：探究过程中，我们如何对橡皮筋 做的功进行测量？做的功进行测量？ 措施：措施： 设法让橡皮筋每次对小车做的功分别为设法让橡皮筋每次对小车做的功分别为 W、2W、3W 2、测量由于橡皮筋做功而使小车获

5、得的速度、测量由于橡皮筋做功而使小车获得的速度v问题问题a：小车的运动性质是什么？：小车的运动性质是什么？先做加速运动，后作匀速运动。先做加速运动，后作匀速运动。问题问题b：纸带上打出的点并不都是均匀：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的，应该采用那些点来计算小车的速度？度？ 为什么？为什么？取点迹清晰且间距均匀的部分取点迹清晰且间距均匀的部分3、数据处理，寻找、数据处理，寻找W与与v的关系的关系实验操作注意事项：实验操作注意事项：（2）每次实验小车都要从同一位置由）每次实验小车都要从同一位置由 静止开始运动；静止开始运动；（3）橡皮筋的拉伸长度要适度；）橡皮筋的拉伸长

6、度要适度；（1）适度平衡小车受到的摩擦力；）适度平衡小车受到的摩擦力；该实验的优缺点：该实验的优缺点：优点：该实验方法巧妙地避开了功的计算，直优点：该实验方法巧妙地避开了功的计算，直接确定了橡皮筋拉力对小车所做功的倍数关系。接确定了橡皮筋拉力对小车所做功的倍数关系。设计思路充分体现了探究的精神。设计思路充分体现了探究的精神。缺点：缺点：“橡皮筋的长度、粗细不一；橡皮条条橡皮筋的长度、粗细不一；橡皮条条数多时很难从纸带上找到点迹均匀的点；实验数多时很难从纸带上找到点迹均匀的点；实验误差较大。误差较大。 功速度vv2实验结论：实验结论：力对原来静止的物体做的功与力对原来静止的物体做的功与物体获得的

7、速度的平方成正比物体获得的速度的平方成正比例1用如图所示的装置，探究功与物体速度变化的关系。实验时先适当垫高木板，然后由静止释放小车，小车在橡皮条弹力的作用下被弹出，沿木板滑行。小车滑行过程中带动通过打点计时器的纸带，记录其运动情况。观察发现纸带前面部分点迹疏密不匀，后面部分点迹比较均匀，回答下列问题：典型例题典型例题1、适当垫高木板是为了、适当垫高木板是为了2、通过纸带求小车速度时，应使用纸带的、通过纸带求小车速度时，应使用纸带的 （填（填“全部全部”、“前面部分前面部分” 或或“后面部分后面部分”)。3、若实验做了、若实验做了n此，所用橡皮条分别为此，所用橡皮条分别为1根、根、2根根n根，

8、通过纸带求出小车的速度分别根，通过纸带求出小车的速度分别为为V1、V2Vn，用，用W表示橡皮条对小车所做表示橡皮条对小车所做的功，作出的功，作出W-V2图线是一条过原点的直线，图线是一条过原点的直线，这说明这说明W与与V2的关系是，的关系是，平衡摩擦平衡摩擦后面部分后面部分功正比于速度的平方功正比于速度的平方例例2 如图所示，如图所示，小车在橡皮条弹力的小车在橡皮条弹力的作用下被弹出，沿木板滑行。小车滑行作用下被弹出，沿木板滑行。小车滑行过程中带动通过打点计时器的纸带，记过程中带动通过打点计时器的纸带，记录其运动情况录其运动情况,小车的运动情况可描述小车的运动情况可描述为为AB之间为之间为 运

9、动运动 ， CD之间为之间为 运动运动 。 加速运动加速运动匀速运动匀速运动通过这节课你学到了什么？通过这节课你学到了什么？1、利用橡皮条的拉力对小车做功探究功与速、利用橡皮条的拉力对小车做功探究功与速度变化的关系。度变化的关系。2、巧妙地解决了变力做功问题、巧妙地解决了变力做功问题探究的技巧探究的技巧 小车在木板上运动时会受到阻力，可以小车在木板上运动时会受到阻力，可以采用什么方法进行补偿？采用什么方法进行补偿？使木板稍微倾斜，用重力的分力（下滑力）使木板稍微倾斜，用重力的分力（下滑力）来平衡小车运动过程中受到的阻力。来平衡小车运动过程中受到的阻力。 操作要点操作要点1、把打点计时器固定在长木板上。、把打点计时器固定在长木板上。2、平衡摩擦力、平衡摩擦力3、先用一条橡皮筋做实验，用打点计时器和、先用一条橡皮筋做实验，用打点计时器和纸带测出小车的速度纸带测出小车的速度v1，设此时橡皮筋对小车，设此时橡皮筋对小车做的功为做的功为w，记入表格。，记入表格。4、用两条橡皮筋做实验，实验中橡皮筋拉、用两条橡皮筋做实验，实验中橡皮筋拉伸的长度与第一次相同，这样橡皮筋对小车伸的长度与第一次相同，这样橡皮筋对小车做的功为做的功为2w，测出小车的速度，测出小车的速度v2，记入表格。，记入表格。5、用三条、四条、用三条、四条橡