6__实验：探究功与速度变化的关系

,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,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,*,蓝田县洩湖中学,2,014,、,6,、,11,6 实验,：,探究功与速度变化的关系,1.,领会探究功与物体速度变化的关系的实验设计思路。,2.,能进行实验操作，会采集实验数据。,3.,理解实验数据时寻找,W,与,v,的关系的方法。,情景引入,情景引入,是什么改变,箭,运动速度？,力对物体做功可以改变物体运动速度,情景引入,弹性势能,重力势能,某种能,重力做功,弹力做功,外力做功,速度,？,W,G,E,P1,E,P2,W,F,E,P1,E,P2,一、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：,实验：探究功与速度变化的关系,测速度：打点计时器或者光电门,.,测量功：,可以考虑用,恒力,做功，也可以用,变力,做功。若用恒力做功，例如用,一砝码盘牵引着小车,做实验，则可以通过,改变砝码盘的质量,及,下落的高度,来改变每次做功的大小。若用,变力,做功，可以采用容易获取的,橡皮筋,作为器材之一,。,.,橡皮筋,小车,打点计时器,纸带,木板,铁钉,实验：探究功与速度变化的关系,实验器材：橡皮筋、小车、木板、打点计时器、铁钉等,二、探究方案,方案一：,探究橡皮筋对小车做功与小车速度的关系,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？,橡皮筋的弹力是变力，且弹力与伸长量的关系也不严格遵守胡克定律，不容易计算。,?,?,?,C B A,橡皮筋被拉伸直到恢复原长的过程中,怎样设计实验才能解决这一问题,?,可以通过改变橡皮筋伸长量的条数来改变做功的大小，而不用改变橡皮筋的伸长量来改变,（,1,）,橡皮筋对小车做的功如何测量？,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,每次做功都可以用,W,的倍数来表达。这种处理方法叫,倍增法,。,（,1,）,橡皮筋对小车做的功如何测量？,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,（,1,）,橡皮筋对小车做的功如何测量？,方案一的改进：,使用气垫导轨,实验：探究功与速度变化的关系,小车在平衡摩擦力后做什么性质的运动？,先加速运动，再匀速运动,纸带上的点，间距并不都是均匀的，应该采用什么样的点来计算小车速度，为什么？,（,2,）,应如何来测量物体的速度呢？,取点迹清晰，间距较大且点距相等的一段，求,出点距相等一段的,平均速度,，即为小车匀速运动的速度，即,弹力做功结束（,橡皮筋恢复原长）,时，,小车获得的速度。,应该选中间清晰均匀的点,（,2,）,应如何来测量物体的速度呢？,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,。,?,?,C B A,实验：探究功与速度变化的关系,三、采集数据 生成结论,实验：探究功与速度变化的关系,从得到的数据可看出,：,W,越大,v,越大,猜一猜,:,W,与,v,可能有何关系？,实验：探究功与速度变化的关系,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。,实验：探究功与速度变化的关系,1,、橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋对小车的拉力与橡皮筋的条数不成正比。,2,、平衡摩擦力不适当,实验：探究功与速度变化的关系,误差分析：,除了以上探究方案外，,还有哪些探究方案？,1.,本节是一个探究性实验，探究的目的是,(),A.,探究力与物体运动速度的关系,B.,探究力与物体运动加速度的关系,C.,探究力对物体做功与物体加速度变化的关系,D.,探究力对物体做功与物体速度变化的关系,D,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的作用下移动的距离,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.,（双）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，这时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,4.,在做实验时，小车会因为受摩擦力而影响实验，我们可以使木板倾斜作为补偿。则下面操作正确的是（）,A.,使拖着纸带的小车由静止释放，小车不下滑即可,B.,使拖着纸带的小车由静止释放，小车能下滑即可,C.,沿木板向下推拖着纸带的小车，放手后打点计时器在纸带上打下的点间距均匀即可,D.,以上说法都不对,C,5,、（双）,在实验中，为保证实验顺利完成，下列说法正确的是,（,）,A.,为减小实验误差，,长木板应水平放置,B.,通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加,C.,小车在橡皮筋拉作用下做匀加速直线运动，当橡皮筋拉恢复原长后小车做匀速运动,D.,应选择纸带上点距均匀的一,段计算小车的速度,BD,探究,合力做功,与速度变化的关系,。,一、探究目的,二、探究方案,方案一和方案二的器材原理及注意事项,三、采集数据 生成结论,