76实验：探究功与速度变化的关系[修复的].pptx

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1、6 6探究功与物体速度变化的关系湖北省咸宁高中 胡立峰2014.04动能跟哪些因素有关呢？我们怎样探究动能的表达式呢？我们已经通过研究做功知道了：我们已经通过研究做功知道了：重力做功重力做功WG重力势能重力势能EP= mgh弹力做功弹力做功WF弹性势弹性势能能EP弹弹=21k x2外力做功外力做功W动能动能研究方法：研究方法：用“具体”的功功研究“抽象”的能能 物体的动能与它的速度密切相关物体的动能与它的速度密切相关 力又是改变物体速度的原因力又是改变物体速度的原因 所以，我们首先通过实验来探究：所以，我们首先通过实验来探究： 力对物体做功与物体速度变化的关系力对物体做功与物体速度变化的关系为

2、了简化，让物体的初速度为零，则末速度反映了速度的变化明确实验目的设计实验原理选用实验器材确定实验步骤打点计时器纸带夹子重物1.用弹簧秤测重力G2.用刻度尺测某点到起始点的距离作为重物下落的高度h3. W=Gh4.打某点时的瞬时速度用匀变速运动的规律：某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度。：先通电，再放纸带小车小车、打点计时器、纸带、打点计时器、纸带、一端带滑轮的一端带滑轮的长木板、细线长木板、细线、钩、钩码、码、刻度尺为器材。刻度尺为器材。数据的获取同方案一车受到阻力，怎样处理？将末端垫高，以平衡摩擦力：先通电，再放纸带 木板木板(侧边有金属杆）、小车、橡皮筋侧边有金属杆）、小车、

3、橡皮筋(若若干）、打点计时器、电源、纸带、刻度尺干）、打点计时器、电源、纸带、刻度尺 探究的器材弹力做的功是恒力做功还是变力做功？怎样测量？可以不测量吗？22221txaatx由以上公式可知：可用位移比表示由以上公式可知：可用位移比表示加速度比。加速度比。2121xxaa 橡皮筋的弹力做功不容易计算，然而橡皮筋的弹力做功不容易计算，然而改变橡皮筋的条数，保持小车相同的运动改变橡皮筋的条数，保持小车相同的运动距离，则弹力功的大小与橡皮筋的条数成距离，则弹力功的大小与橡皮筋的条数成正比。即，橡皮筋对小车做的功分别为正比。即，橡皮筋对小车做的功分别为WW、2W2W、3W3W这是本实验这是本实验的巧妙

4、的巧妙之处之处每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要求？每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要求？ 我们由我们由问题问题1 1可以可以知道：为知道：为了使弹力功的大小与橡皮筋的条了使弹力功的大小与橡皮筋的条数成正比，因此，数成正比，因此，每次拉长橡皮每次拉长橡皮筋的长度应该相等。筋的长度应该相等。小车获得的速度怎样计算？小车获得的速度怎样计算？纸带上的点距并不都是均匀的，应该采用纸带上的点距并不都是均匀的，应该采用哪些点距来计算小车的速度？为什么哪些点距来计算小车的速度？为什么？. . . . . . . . . . . . . . . . . 小车的运动情况：三个阶段三个阶段：变加速直线运动（变加速

5、直线运动（a a减小的加速运动）减小的加速运动）匀速运动匀速运动减速运动减速运动如图：如图：我们我们应该应该求小车匀速阶段的速度。求小车匀速阶段的速度。即：弹力即：弹力做功刚完毕做功刚完毕时小车的速度时小车的速度小车在木板上运动时会受到阻力，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？可以采用什么方法进行补偿？可使木板略微可使木板略微倾斜倾斜，即，即平衡摩擦力，平衡摩擦力，作为补偿；作为补偿；使重力的下滑分力与使重力的下滑分力与阻力相等阻力相等；轻推轻推一下小车，一下小车，小车做小车做匀速直线匀速直线运动，说明合适了。运动，说明合适了。器材：气垫导轨、橡皮筋气垫导轨、橡皮筋(若干）

6、、电源若干）、电源功的处理方法同方案三怎样测速度呢？遮光板通过光电门的时间设为t,遮光板的宽度为d=10mm,小车通过光电门时的速度v=d/t 如果作出的功如果作出的功- -速度速度即即WWvv曲线曲线是一条直线，是一条直线，表明橡皮筋做的功与小车获得的速度的关系是正表明橡皮筋做的功与小车获得的速度的关系是正比例关系，即比例关系，即WWv v；如果不是直线，就可能是；如果不是直线，就可能是W W v v2 2、 W W v v3 3，甚至，甚至WW ，到底，到底是哪一种关系？根据测得的速度是哪一种关系？根据测得的速度分别画分别画W W - - v v2 2、 W W - - v v3 3，甚至

7、，甚至WW - - 图象图象哪一个图象是直哪一个图象是直线线，它们之间就它们之间就具有具有哪一种关系。哪一种关系。vv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：图像法比较麻烦简便直观，可以减少偶然误差实验次数实验次数0 01 12 23 34 4橡皮筋个数橡皮筋个数( (根根) )0 01 12 23 34 4对小车做功对小车做功0 0WW2W2W3W3W4W4W小车获得的速小车获得的速度度V(m/s)V(m/s)0 00.750.751.001.001.251.251.401.40V V2 20 00.56250.5625 1.001.001.56251.5625 1.961.96实验实验数据处理实例数据处理实例W W v v2 2合外力对合外力对对小车做的功与速度的平方对小车做的功与速度的平方成正比成正比注：因为小车从静止开始运动，初速注：因为小车从静止开始运动，初速度为零，末速度就是小车速度的变化。度为零，末速度就是小车速度的变化。