必修二第七章第六节课题名称《实验：探究功与速度变化的关系》

7.6 实验 探究功与物体速度变化的关系 力对物体 做功 与物体 速度变化 的关系 探究思路 做了多少功 速度如何变化 实验器材与装置 木板、 橡皮筋 (若干 )、 小车、 打点计时器 、 低压交流电源、纸带、 刻度尺 、钉子 等 . 测量速度 做功 实验分析 G 弹F 支F f 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 穿过打点计时器 ， 不挂橡皮筋 ，闭合电源，轻推 小车，打点计时器 在纸带上打出间隔均匀的点 （轻推小车，使小车能在木板上做匀速直线运动） 使重力的下滑分力与阻力相等 G 支F 弹F f 如何排除阻力的影响？ 实验分析 是否需要测出橡皮筋 做功的具体数值？ 橡皮筋的弹力做功不容易计算，然而改变橡 皮筋的条数 （需用完全相同的橡皮筋） ， 保持小 车相同的运动距离 ， 每次拉长橡皮筋的长度应该 相等 ，则弹力功的大小与橡皮筋的条数成正比。 即，橡皮筋对小车做的功分别为 W、 2W、 3W 不需要测出 橡皮筋做功 的具体数值 安装好实验仪器 平衡摩擦力 第一次先用一条橡皮筋做实验，用打点计 时器和纸带 测出小车获得的速度 v1，设此 时橡皮筋弹力对小车做功为 W，并将得到 的数据记入表格 实验步骤 如何根据纸带计 算小车获得的速度 选择相邻距离基本相同的若干点 T x v AA 2 31 换用 2条、 3条、 4条 同样的橡皮筋做实验， 并使橡皮筋拉伸的长度都和第一次相同， 测出速度为 v2、 v3、 v4 ，橡皮筋对小车做 功分别为 2W、 3W、 4W 将数据记入表格 分析数据，尝试做 W-v， W-v2等图象，探 究 W、 v的关系 实验步骤 W vn W 2W 3W 4W 5W v v2 1.平 衡摩擦力 ，将木板一端垫高，使重力沿斜面 方向的分力与摩擦力相平衡 2.每次实验所用的橡皮筋都相同 并且 橡皮筋拉伸 的长度都保持一致 3.打点计时器打出的纸带上相邻各点的间距并不 均匀， 应选间距均匀的那一段纸带来计算小车 的速度 注意事项 数据处理 做出 W v的图象，是一条抛物线。 v/(ms 1) W 0.00 0 0.80 1 1.10 2 1.28 3 1.53 4 1.76 5 1.89 6 做出 W v2的图象，如果是一条直线 数据处理 v2/(m2s 2) W 0.00 0 0.64 1 1.21 2 1.64 3 2.34 4 3.10 5 3.57 6 实验结论： W V2 ， 即功与物体的速度的平方成正比 关 于探究功与物体速度变化的关系实验中 ， 下列叙述正确的是 ( ) A.每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做 功的具体数值 B.每次实验中 ， 橡皮筋拉伸的长度没有必 要保持一致 C.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 【 变式 1】 在 探究功与物体速度变化关系的实验中，得到如 图所示的纸带， O为起始点，造成纸带中的点迹 之间间隔越来越大的原因可能是 ( ) A.没有把木板垫高以平衡摩擦力 B.橡皮筋力度不够 C.把木板垫得太高 D.上述三种情况都有可能 【 变式 2】 如 图所示为与小车相连 、 穿过打点计时器的一条 纸带 ， 纸带的点距并不都是均匀的 下列说法正 确的是 ( ) A.纸带的左端是与小车相连的 B.纸带的右端是与小车相连的 C.利用 E、 F、 G、 H、 I、 J这些点之间的距离来 确定小车的速度 D.利用 A、 B、 C、 D、 E这些点之间的距离来确 定小车的速度 1、质量 m =3 kg的物体，在水平力 F =6的作 用下，在光滑水平面上从静止开始运动，运 动时间 t=3s， 求： （ 1）力 F在 t=3s内对物体所做的功。 （ 2）力 F在 t=3s内对物体所做功的平均功率。 （ 3）在 3s末力 F对物体做功的瞬时功率 2、起重机以 5m/s2的加速度将质量为 1t的物体 匀减速地沿竖直方向提升高度 10m， 则起重 机钢索的拉力对物体做的功为多少？物体克 服重力做功为多少？物体的重力势能变化了 多少？ 1、（ 1） 54 J （ 2） 18 W （ 3） 36 W 2、 5 104J WG= 1 105J 克服 重力做功 1 105J 重力势能增加 1 105J 参考答案 :