76《实验：探究功与速度变化的关系》.pptx

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1、孝义市实验中学校孝义市实验中学校1.理解探究性实验中的探究思路、操作技巧和数据处理，能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。够自主设计实验。2.会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。3.利用物理图象探究功与物体速度变化的关系。利用物理图象探究功与物体速度变化的关系。孝义市实验中学校孝义市实验中学校重力做功重力势能弹力做功 WF外力做功 W弹性势能动 能速 度22212121l lk kl lk kE EW W 弹弹p p221l lk kE E p ph hmgmgW WG G m mg gh hE E p p孝义市

2、实验中学校孝义市实验中学校1. 研究研究对象是什么对象是什么？ 某某一个一个物体物体2. 需要需要知道哪些物理量知道哪些物理量？ 力力对物体做的对物体做的功功 W 物物体体的的速度速度 v3. 怎样怎样得到它们之间的关系？得到它们之间的关系？ 分别以它们为纵坐标和横坐标画图分别以它们为纵坐标和横坐标画图象通过象通过图象看图象看出它们之间的关系出它们之间的关系探究力对物体做的功与速度变化的关系孝义市实验中学校孝义市实验中学校钩码钩码小车小车细绳细绳纸带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孝义市实验中学校孝义市实验中学校GfFNFF2F1 把把木板的一端垫高，使重力

3、沿木板的一端垫高，使重力沿斜面向下的分力与摩擦力平衡斜面向下的分力与摩擦力平衡 当当小车的质量比钩码的质量大很多小车的质量比钩码的质量大很多( M m ) 时，时，小车所受绳子的牵引力小车所受绳子的牵引力 F 近似地等于钩码的重力近似地等于钩码的重力 G。 这时，小车所受合力就这时，小车所受合力就等于绳子的等于绳子的牵引力牵引力 F孝义市实验中学校孝义市实验中学校1. 本本方案是怎样提供拉力的？方案是怎样提供拉力的？ 研究研究对象是小车，由钩码提供拉力。对象是小车，由钩码提供拉力。2. 怎样怎样计算功和速度？计算功和速度？ 用用刻度尺测量纸带得出运动刻度尺测量纸带得出运动距离距离 l，读出，读

4、出钩码的重钩码的重力力G，则，则有有 W = Gl。速度可由纸带上的点计算出。速度可由纸带上的点计算出。3. 如何如何得到多组数据？得到多组数据？ 改变改变拉力或改变距离可得到不同的多组数据。拉力或改变距离可得到不同的多组数据。孝义市实验中学校孝义市实验中学校橡皮筋橡皮筋小小 车车打点计时器打点计时器纸纸 带带木木 板板铁铁 钉钉孝义市实验中学校孝义市实验中学校橡皮筋的弹力是变力，且弹橡皮筋的弹力是变力，且弹力与伸长量的关系也不严格力与伸长量的关系也不严格遵守胡克定律遵守胡克定律 ，不容易计算。，不容易计算。怎样设计实验才能怎样设计实验才能解决这一问题解决这一问题? ?橡皮筋对小车的橡皮筋对小

5、车的做的功能否直接做的功能否直接测量？测量？? ? ? ? C B A橡皮筋被拉伸直到橡皮筋被拉伸直到恢复原长的过程中恢复原长的过程中孝义市实验中学校孝义市实验中学校第一次用第一次用一条一条橡皮筋拉橡皮筋拉小车，设小车，设橡皮筋对小车做功橡皮筋对小车做功为为 W第二次用第二次用两条两条完全相同的橡皮筋并列栓到小车上拉小车，完全相同的橡皮筋并列栓到小车上拉小车，且使每条橡皮筋的伸长都且使每条橡皮筋的伸长都和第一次的伸长量一样，则橡皮和第一次的伸长量一样，则橡皮筋以小车做的功筋以小车做的功为为 2W依次类推，并联依次类推，并联三条三条、四条四条橡皮筋，且拉伸的长度都橡皮筋，且拉伸的长度都一样，做的

6、功一样，做的功为为 3W、4W倍增法孝义市实验中学校孝义市实验中学校? ? ? ? C B A先加速后匀速先加速后匀速橡皮筋恢复原长时的速度，就是匀速阶段的速度橡皮筋恢复原长时的速度，就是匀速阶段的速度孝义市实验中学校孝义市实验中学校4. 用用 2 条、条、3 条、条、4 条、条、5 条橡皮筋分别条橡皮筋分别代替代替 1 条橡皮筋重做实验，条橡皮筋重做实验，保证保证每次释放小车的位置相同每次释放小车的位置相同，即橡皮筋被拉长的长度，即橡皮筋被拉长的长度相同。相同。1. 安装安装实验实验仪器。仪器。3. 第一次第一次先用一根橡皮筋做实验，用打点计时器和纸带测出小车先用一根橡皮筋做实验，用打点计时

7、器和纸带测出小车获得的获得的速度速度 v1，设此时橡皮筋对小车做的功，设此时橡皮筋对小车做的功为为 W，并，并将测得的数将测得的数据记入据记入表格。表格。2. 平衡平衡摩擦力。将安装有打点计时器的长木板的一端垫起，纸带摩擦力。将安装有打点计时器的长木板的一端垫起，纸带穿过打点计时器，不栓橡皮筋，闭合电源，轻推小车，直到打点穿过打点计时器，不栓橡皮筋，闭合电源，轻推小车，直到打点计时器在纸带上打出间隔均匀的点计时器在纸带上打出间隔均匀的点为止。为止。孝义市实验中学校孝义市实验中学校实验实验次数次数橡皮筋橡皮筋做的功做的功时间间隔时间间隔 t /s匀速运动时的速度匀速运动时的速度 v /(m/s)

8、123454WW2W3W5W橡皮筋恢复橡皮筋恢复原长时小车原长时小车的速度的速度. . . . . . . . . . 用什么方法处理用什么方法处理数据比较直观数据比较直观?孝义市实验中学校孝义市实验中学校作作 W-v 图图若为曲线若为曲线若为直线，若为直线，则则 W 与与 v 成正比成正比作作W - v2 图图若为曲线若为曲线若为直线，若为直线，则则 W 与与 v2 成正比成正比作作 W - v3 图图孝义市实验中学校孝义市实验中学校W0.2320.0538240.0124870.4816642W0.3210.1030410.0330760.5665693W0.4170.1738890.07

9、25120.6457554W0.4690.2199610.1031620.6848365W0.5290.2798410.1480360.7273246W0.5710.3260410.1861690.755645v2v3vv从得到的数据可看出：W 越大，v 越大孝义市实验中学校孝义市实验中学校W-v 图象图象W - v2 图象图象W - v3 图象图象W - 图象图象v孝义市实验中学校孝义市实验中学校2Wv W - v2 图象图象 即即力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的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。平方成正比。孝义市实验中学校孝义市实验中学校1. 关于关于探究功与

10、物体速度变化的关系实验中，探究功与物体速度变化的关系实验中，下列叙述下列叙述正确的是（正确的是（ ）A. 每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值具体数值B. 每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致一致C. 放小车的长木板应该尽量使其水平放小车的长木板应该尽量使其水平D. 先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出D孝义市实验中学校孝义市实验中学校2. 在在做做“探究功与物体速度变化关系探究功与物体速度变化关系”的实验时的实验时，下，下列列说法正确的说法正确的是是 (

11、 )A. 通过通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值B. 通过通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值C. 通过通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度获得的最大速度D. 通过通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度获得的平均速度AC孝义市实验中学校孝义市实验中学校3. 在在“探究力对物体做功与速度变化的关系探究力对物体做功与速度变化的关系”的实验的实验中中每次橡皮筋的拉伸长度都保持不变，每次橡皮筋的拉伸长度都保持

12、不变，这样每次这样每次 ( )A. 做做的功一样的功一样B. 每每条橡皮筋做的功是一样多条橡皮筋做的功是一样多C. 每每条橡皮筋的弹性势能是一样的条橡皮筋的弹性势能是一样的D. 产生产生的重力势能相同的重力势能相同BC孝义市实验中学校孝义市实验中学校4. 为了为了计算由于橡皮筋做功而使小车获得的速度，在某次计算由于橡皮筋做功而使小车获得的速度，在某次实验中某同学得到了下图所示的一条纸带，实验中某同学得到了下图所示的一条纸带，在在 A、B、C、D 中中应该选用哪个点的速度才符合要求？应该选用哪个点的速度才符合要求？ 实验实验中所要求测量的速度应该是橡皮筋作用完毕以后小车中所要求测量的速度应该是橡皮筋作用完毕以后小车的速度，也就是小车所获得的最大速度。由图可以看出，的速度，也就是小车所获得的最大速度。由图可以看出，A、B 两两点橡皮筋还没有作用完毕，点橡皮筋还没有作用完毕，而而 D 点点是橡皮筋作用完毕后是橡皮筋作用完毕后经过了一段时间，所以最理想的应该经过了一段时间，所以最理想的应该是是 C 点点的速度。的速度。孝义市实验中学校孝义市实验中学校