76实验：探究功与速度变化的关系课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,7.6,、实验：探究功与速度变化的关系,复习,弹性势能,重力势能,动能,重力做功,弹力做功,外力做功,速度,？,W,G,E,P1,E,P2,通过研究重力做的功，我们确立了重力势能的表达式，通过分析弹力做的功，我们探究了弹性势能的表达式，那么，要研究动能的变化，也要从力做功开始物体在力的作用下通过一段位移时，力会对物体做功，物体的速度也会发生变化，所以二者之间存在联系,猜想,（,1,）物体的动能与哪些因素有关？,（,2,）如何进行研究？,猜测物体的动能可能与其质量和速度有关。,用控制变量法，先控制质量不变，用实验研究物体的动能与速度的关系。,（,1,）物体动能的变化由做功引起。那么，实验中如何对物体作功？又怎样来表示功的大小呢？,一、实验的设计,思路引导,可以是恒力做功,。例如用一砝码盘牵引着小车做实验，可以通过改变砝码盘的质量，用,W=FS,表示功的大小。,也可以是变力做功,。例如，用书上采用的通过增加每次牵引小车的橡皮筋数目的办法来表示功的大小。,请你思考,（,2,）如何测量物体的速度呢？,思路引导,可以用打点计时器测量小车的速度。,可以用与气垫导轨配套的光电门的方法来测量小车运动的速度。,实验：探究做功与小车速度变化的关系,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,探究的器材,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,探究的技巧,1,、测量橡皮筋对小车做的功,W,问题,a,：橡皮筋对小车做的功如何测量？,F,为变力，做的功很难测量。,问题,b,：探究过程中，我们是否需要测出橡皮筋,做功的具体数值？,措施： 设法让橡皮筋每次对小车做的功分别为,W,、,2W,、,3W,问题,c,：每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要,求？,不需要,相同,探究的技巧,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？,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。,探究的技巧,2,、测量由于橡皮筋做功而使小车获得的速度,v,问题,：如何测量小车的速度？,利用打点计时器打出的纸带,问题,：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度？,为什么？,取点迹清晰且间距均匀的部分,解决方案,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,请你思考,怎样选择橡皮筋比较好呢？,思路导引,要选择粗细差不多，弹性也比较一致的橡皮筋为好。,如何使拉力做的功等于合力做的功？即如何抵消摩擦力。,思考,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力与摩擦力平衡,F,阻,F,G,F,阻,F,N,还有摩擦力做功,F,F,2,F,1,4,、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,v,1,、,v,2,、,v,3,、,v,4,、,v,5,。,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。,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,。,实验过程,?,?,C B A,数据记录,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),1,2,3,4,5,4W,W,2W,3W,5W,. . . . . . . . . .,弹力做功刚完毕时小车的速度,用什么方法处理数据比较直观,?,图象法,图象法处理数据,做,W,-,v,图,若为曲线,若为直线，则,W,与,v,成正比,做,W,-,v,2,图,若为曲线,若为直线，则,W,与,v,2,成正比,做,W,-,v,3,图,为什么不做,W,-,图,?,1,v,数据处理,W,v /(m/s),1,2,3,4,5,6,0.80,1.10,1.28,1.53,1.76,1.89,W,-,v,图,0,0,为什么图象会通过原点,?,W,-,v,2,图,数据处理,W,v,2,/(m,2,s,-,2,),0,0,1,0.64,2,1.21,3,1.64,4,2.34,5,3.10,6,3.57,表明,W,与,v,2,成正比,注意事项,1、,橡皮筋的选择,选择粗细差不多，弹性也比较一致的橡皮筋,2、,平衡摩擦力 ，,木板的一端垫高,3、,橡皮筋的条数，一般小于5条,4、,实验装置的选取,5、每次实验小车都要从同一位置由静止释放；,6橡皮筋的拉伸长度要适度；,7使小车挂住橡皮筋的中点，放正小车，使小车沿木板的中间线运动,误差分析,4、为了减少误差，应使小车总质量在300g左右。,5、,测小车的速度就在纸带上匀速运动的阶段为测量比较好。,6,、 作W-V或W-V,2,图象时，纵坐标的单位长度可拉得开些。,1,由于忘记平衡摩擦力或没有完全平衡摩擦力对实验的影响,2,橡皮筋长度、粗细不一，使得拉力及拉力的功与条数不成正比带来误差,3,纸带上的点之间间距测量也会带来误差,