高中一年级物理必修2第七章机械能守恒定律6实验：探究功与速度变化的关系第一课时课件.ppt

重力势能重力势能弹性势能弹性势能重重 力力 做功做功弹簧弹力弹簧弹力做功做功动动 能能合外力合外力做功做功一、功和能的对应关系一、功和能的对应关系力对物体做功与物体力对物体做功与物体速度变化速度变化的关系的关系物体的物体的动能动能与它的与它的速度速度是密切相关是密切相关速度的变化速度的变化又与它的又与它的受力受力有关有关引入：引入：一、探究的器材一、探究的器材1、测量橡皮筋对小车做的功、测量橡皮筋对小车做的功WAB2、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v3、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的功、测量橡皮筋对小车做的功W问题问题a：橡皮筋对小车做的功如何测量？橡皮筋对小车做的功如何测量？问题问题b：探究过程中，我们是否需要测出做功的具体数值？探究过程中，我们是否需要测出做功的具体数值？ 问题问题c：验中橡皮筋有什么要求？验中橡皮筋有什么要求？1）不需要不需要测出做功的具体数值测出做功的具体数值3）所用橡皮筋应）所用橡皮筋应完全相同完全相同，每次的，每次的伸长量要相同伸长量要相同AB2）橡皮筋）橡皮筋每次每次对小车做的功分别为：对小车做的功分别为： W、2W、3W2、使木板倾斜，使木板倾斜，平衡摩擦阻力平衡摩擦阻力3、测量小车获得的、测量小车获得的速度速度v 问题问题：如何测量小车的速度？：如何测量小车的速度？ 问题问题：纸带上打出的点并不都是均匀的，应该采用哪：纸带上打出的点并不都是均匀的，应该采用哪些点来计算小车的速度？为什么？些点来计算小车的速度？为什么？链接链接1）利用打点计时器打出的纸带）利用打点计时器打出的纸带2）取）取点迹清晰点迹清晰且且间距均匀间距均匀的部分的部分转到转到10问题问题：如何消除木板阻力对小车运动的影响？：如何消除木板阻力对小车运动的影响？注意：注意：平衡摩擦力时，要装上纸带平衡摩擦力时，要装上纸带斜面法平衡摩擦力斜面法平衡摩擦力y小车要小车要恰好匀速下滑恰好匀速下滑fFNG返回返回注意：注意：平衡摩擦力时，要装上纸带平衡摩擦力时，要装上纸带AB小车的运动情况：小车的运动情况：变加速直线运动（变加速直线运动（a变小）变小）匀速运动匀速运动减速运动减速运动我们应该求：弹力做功我们应该求：弹力做功刚完毕时刚完毕时的速度的速度(vm)F=0F最大最大返回返回 例例: 为研究功与物体速度变化的关系，在某次实验中某为研究功与物体速度变化的关系，在某次实验中某同学得到了如图所示的一条纸带同学得到了如图所示的一条纸带,（1）应选哪些点间距进行测量？）应选哪些点间距进行测量？（2）怎样根据测得的数据进行确定小车的速度？）怎样根据测得的数据进行确定小车的速度？ . . . . . . . . A B C D E F G （1）选用）选用DF段段 2DFDFxvt 4、数据处理，寻找、数据处理，寻找W与与v的关系的关系 问题问题：如何找到功与速度的关系？：如何找到功与速度的关系？ 方法一：计算法方法一：计算法 方法二：图像法方法二：图像法比较麻烦比较麻烦简便直观，可以减少偶然误差简便直观，可以减少偶然误差画画Wv图像图像画画Wv2图像图像 次数次数 物理量物理量0 12345弹力的功弹力的功/W0 12345车速车速v0 1.151.611.962.272.61V20 1.32 2.59 3.84 5.15 6.81 V30 1.52 4.17 7.53 11.70 17.78 拓展拓展：如果小车的初速度不为零，功与速度之间应该有：如果小车的初速度不为零，功与速度之间应该有什么样的关系？什么样的关系？1、按图装好实验器材，把木板、按图装好实验器材，把木板稍微倾斜，平衡阻力稍微倾斜，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位置，、先用一条橡皮筋做实验，把橡皮筋拉长到一定的位置，接通电源，释放小车接通电源，释放小车。3、换用纸带，改用、换用纸带，改用2条、条、3条条同样的同样的橡皮筋做实验，橡皮筋做实验，每次功分别记为每次功分别记为W，2W，3W ，（每次橡皮筋拉长的（每次橡皮筋拉长的长度相同长度相同）4、由纸带算出小车匀速时的速度，记为、由纸带算出小车匀速时的速度，记为v1,v2,v35、处理数据：以、处理数据：以W为纵坐标，为纵坐标，v，v2（或其它）为横坐标（或其它）为横坐标作图。作图。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DA、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、2s、3s进行第进行第1次、第次、第2次、第次、第3次次实验时，力对物体做的功实验时，力对物体做的功就是就是W、2W、3W B、让小车通过相同的距离，第、让小车通过相同的距离，第1次力为次力为F、第、第2次力为次力为2F、第、第3次力次力为为3F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、2W、3W C、选用、选用相同相同的橡皮筋，在实验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一致，的橡皮筋，在实验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一致，当用当用1条、条、2条、条、3条条同样的橡皮筋进行第同样的橡皮筋进行第1次、第次、第2次、第次、第3次次实验时，橡皮筋对物体做的功就是实验时，橡皮筋对物体做的功就是W、2W、3W 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，利用直尺测量小车在力作用，利用直尺测量小车在力作用下移动的距离下移动的距离s，便可以求出每次实验中力对小车做的功，可控，便可以求出每次实验中力对小车做的功，可控制为制为W、2W、3W C2、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、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，只需要测出每次实验时橡皮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，使用的方法是筋对小车做的功是第一次的多少倍，使用的方法是 ( )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、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、木板的倾斜程度在理论上应满足下列条件：即重力使、木板的倾斜程度在理论上应满足下列条件：即重力使物体沿斜面下滑的分力应等于小车受到的阻力物体沿斜面下滑的分力应等于小车受到的阻力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，这木板的倾斜程度是符合要求的这木板的倾斜程度是符合要求的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BC 4、 有一只小老鼠离开洞穴沿直线前进，它的速度与到有一只小老鼠离开洞穴沿直线前进，它的速度与到洞穴的距离成反比，当它行进到离洞穴距离为洞穴的距离成反比，当它行进到离洞穴距离为d1的甲的甲处时速度为处时速度为v1，试求：，试求：（1）老鼠行进到离洞穴距离为）老鼠行进到离洞穴距离为d2的乙处时速度的乙处时速度v2多大？多大？（2）从甲处到乙处要用去多少时间？）从甲处到乙处要用去多少时间？ 体会图象法在物理解题中的应用体会图象法在物理解题中的应用解析解析：（：（1）由老鼠的速度与到洞穴的距离成反比，）由老鼠的速度与到洞穴的距离成反比，dkv 22kvd 11kvd 所以所以1 122d vvd （2）由老鼠的速度与到洞穴的距离成反比，作出图象，）由老鼠的速度与到洞穴的距离成反比，作出图象，111vdd v1/vd1/v11/v2d2d1o1221111()()2tddvv 111dvd v