高中物理 第7章 第6节 实验：探究功与速度变化的关系课件 新人教版必修21

7.6 探 究 功 与 速 度 变 化 的 关 系 实 验 目 的 ： 通 过 实 验 探 究 橡 皮 筋 对 小车 做 功 与 小 车 速 度 的 关 系实 验 器 材 ： 橡 皮 筋 、 小 车 、 木 板 、 打点 计 时 器 、 铁 钉 等橡 皮 筋小 车打 点 计 时 器纸 带 木 板铁 钉 探 究 的 思 路1、 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 v 3、 数 据 处 理 ， 寻 找 W与 v的 关 系 如 何 使 拉 力 做 的 功 等 于 合 力 做 的 功 ？ 即如 何 抵 消 摩 擦 力 。橡 皮 筋 对 小 车 做 的 功 是 合 力 做 的 功 吗 ？把 木 板 的 一 端垫 高 ， 使 重 力沿 斜 面 向 下 的分 力 与 摩 擦 力平 衡F阻 F 还 有 摩 擦力 做 功 小 车 在 木 板 上 运 动 的 过 程 中 ， 哪 一 阶段 橡 皮 筋 对 小 车 做 功 ？橡 皮 筋 对 小 车拉 力 做 的 功 能否 直 接 测 量 ？ ? ?C B A橡 皮 筋 被 拉 伸直 到 恢 复 原 长的 过 程 中 第 一 次 用 一 条 橡 皮 筋拉 小 车第 二 次 用 两 条 完 全 相同 的 橡 皮 筋 并 联 起 来栓 到 小 车 上 拉 小 车 ，且 使 每 条 橡 皮 筋 的 伸长 都 和 第 一 次 的 伸 长量 一 样 做 功 W做 功 2W依 次 类 推 ， 并 联 三 条 、 四 条 橡 皮筋 ， 且 拉 伸 的 长 度 都 一 样 ， 做 的 功 为3W、 4W 1、 将 打 点 计 时 器 固 定 在 一 块 平 板 上 ， 让纸 带 的 一 端 夹 在 小 车 后 端 ， 另 一 端 穿 过 打点 计 时 器 。 将 平 板 安 装 有 打 点 计 时 器 的 一端 适 当 垫 高 ， 调 整 高 度 ， 直 至 轻 推 小 车 后使 小 车 恰 能 在 板 上 做 匀 速 直 线 运 动 为 止 。2、 将 橡 皮 筋 固 定 在 小 车 前 端 。 拉 长 橡 皮筋 使 小 车 位 于 靠 近 打 点 计 时 器 处 ， 记 下小 车 位 置 。 接 通 打 点 计 时 器 电 源 ， 释 放小 车 。 3、 用 2 条 、 3 条 、 4 条 、 5 条 橡 皮 筋分 别 代 替 1 条 橡 皮 筋 重 做 实 验 ， 保 证每 次 释 放 小 车 的 位 置 相 同 ， 即 橡 皮筋 被 拉 长 的 长 度 相 同 。 实 验次 数 橡 皮 筋做 的 功 位 移l /m 时 间 间隔 t /s 匀 速 运 动 时 的 速度 v /(m/s)12345 4WW2W3W5W. . . . . . . . . . 弹 力 做 功 刚 完 毕时 小 车 的 速 度 4、 在 上 述 实 验 中 打 出 的 5 条 纸 带 中 ，分 别 找 出 小 车 开 始 近 似 做 匀 速 运 动的 点 ， 并 分 别 测 出 匀 速 运 动 时 的 速度 v1 、 v2 、 v3 、 v4 、 v5 。 做 W-v图 若 为 曲 线若 为 直 线 ， 则 W与 v成 正 比做 W-v2图 若 为 曲 线若 为 直 线 ， 则 W与 v2成 正 比做 W-v3图 为 什 么 不做 W- 图 ?1v W v /(m/s)123456 0.80 1.10 1.281.53 1.761.89 W-v图 W-v2图W v2/(m2s -2)0 01 0.64 2 1.213 1.644 2.345 3.106 3.57 表 明 W与 v2 成 正 比 结 论弹 簧 弹 力 对 小 车 做 的 功 与 速 度 的 平 方 成正 比注 ： 这 里 的 弹 力 就 是 物 体 受 到 的 合 外 力 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 。 2、 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 筋 对 小 车 做 的 功 是 第 一次 的 多 少 倍 ， 使 用 的 方 法 是A、 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 1次 、 第 2次 、 第 3次 实 验 时 ， 力 对 物 体 做 的 功 就 是 W、 2W、 3W B、 让 小 车 通 过 相 同 的 距 离 ， 第 1次 力 为 F、 第 2次 力 为2F、 第 3次 力 为 3F 实 验 时 ， 力 对 小 车 做 的 功 就是 W、 2W、 3W C、 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 1条 、 2条 、 3条 同 样 的 橡皮 筋 进 行 第 1次 、 第 2次 、 第 3次 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 F， 利 用 直 尺 测 量 小车 在 力 作 用 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 制 为 W、 2W、 3W C 3、 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 ， 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 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B、 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C、 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D、 其 实 木 板 不 倾 斜 ， 问 题 也 不 大 ， 因 为 实 验 总 是 存在 误 差 的 BC