探究合力做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,*,实验：探究功与速度变化的关系,弹性势能,重力势能,动能,重力做功,弹力做功,合外力做功,速度,？,W,G,E,P1,E,P2,W,F,E,P1,E,P2,复习引入,物体的动能与它的速度是密切相关,速度的变化又与它受的合外力有关,所以，我们首先来探究：,合外力对物体做功与物体速度变化的关系,一、探究目的,探究,合力做功,与速度变化的关系，,初速度为零,，实验,转化为,探究,合力做功与末速度,的关系。,1.,用什么实验器材测量速度？怎么测？,2.,测量功需要测什么物理量，用什么实验器材测量，怎么测？,引导：,1.,测速度：打点计时器或光电门等,.,2.,测量功：用相同橡皮筋的拉力做功或利用重力做功等,.,提示：,钩码,小车,细绳,纸带,打点计时器,一端附有定滑轮的长木板,二、探究方案,方案一：利用重力做功,方案一的原理：,让滑块在钩码的拉力作用下由,静止开始做匀加速,运动,纸带记录下速度,v1,拉力做功分别为,W,1,据,w=FL,，改变,F,合,或改变,L,就改变,W,合,，从而探究,W,合,与速度,V,的关系。,2,、摩擦力容易计算吗？如何使拉力做的功等于合力做的功？即如何抵消摩擦力。,1、小车在运动过程中，有哪些力做功？,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,拉力和摩擦力做功,F,F,2,F,1,平衡摩擦力以后，不挂重物时，小车连着纸带做匀速直线运动,小车受到的拉力,F,等于所挂砝码的重力,mg,吗？,必须保证所悬挂重物的重力,mg,远小于,小车的重力,Mg,，小车受到的拉力才近似等于重物的重力,橡皮筋,小车,打点计时器,纸带,木板,铁钉,方案二：利用橡皮筋做功,原理：让橡皮筋拉动小车移动一段位移，通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的大小，看,W,与,V,的关系成怎样的关系。,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,1,、小车在木板上运动过程中，哪一阶段橡皮筋对小车做功？这个功能否直接求解？,在橡皮筋恢复原长之前，橡皮筋对小车做功,由于橡皮筋的弹力是变力，不能直接求功,注意：,要想使合力做功等于橡皮筋拉力所做的功，同样需要平衡摩擦力，方法是什么？,方法也是将远离滑轮的一端垫高，使重力沿斜面向下的分力等于摩擦力。,2,、探究过程中，我们是否需要测出橡皮筋做功的具体数值？,不需要，,橡皮筋的弹力做功不容易计算，然而改用橡皮筋的条数，使每根橡皮筋的弹力做的功相等。即，橡皮筋对小车做的功分别为,W,、,2W,、,3W,能不能用皮筋拉长,X,，,2,X,，,3X,来表示做,W,，,2W,，,3W,呢？,不能,3,、每次实验中的橡皮筋有什么要求,？,为了使每根橡皮筋的弹力做的功的大小相等，,每次拉长橡皮筋的长度应该相等且橡皮筋粗细、形状、材质一样（劲度系数一样）。,再问：,每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要 求？,相同,4,、怎样求小车获得的速度？应该采用那些点距来计算小车的速度？,小车的运动情况：,变加速直线运动（加速度越来越小的加速运动）,匀速运动,我们应该求小车,匀速阶段,的速度。,即：弹力做功刚完毕时小车的速度,例: 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,（1）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？,. . . . . . .,A B C D E F G,（,1,）选用,DG,段,（,2,）,V=L,DG,/ t,DG,参考实验步骤,1,、按图装好实验器材，把木板稍微倾斜，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，理好纸带，接通电源，释放小车。,3,、换用纸带，改用,2,条、,3,条,同样的橡皮筋进行实验，保持每次实验中橡皮筋拉长的长度相同。,4,、由纸带算出小车获得的速度，把小车第一次获得的功计为,W,，第,2,次，第,3,次,计为,2W,，,3W ,5,、对测量数据进行估算，大致判断两个量可能的关系，然后以,W,为纵坐标，,v,，,v,2,（或其它）为横坐标作图。,实验次数,橡皮筋做的功,匀速运动时的速度,1,W,0.232,0.053824,0.012487,0.481664,2,2W,0.321,0.103041,0.033076,0.566569,3,3W,0.417,0.173889,0.072512,0.645755,4,4W,0.469,0.219961,0.103162,0.684836,5,5W,0.529,0.279841,0.148036,0.727324,6,6W,0.571,0.326041,0.186169,0.755645,三、采集数据 生成结论,问题,：如何找到功与速度的关系？,方法一：计算法,方法二：图像法,比较麻烦,简便直观，可以减少偶然误差,画,W,v,图像,画,W,v,2,图像,数据处理,实验结论：,即,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。,