江苏省淮安市范集中学高中物理 第七章 实验 探究功与速度变化的关系课件 新人教版必修2

6 6探究功与物体速度变化的关系重力做功重力做功WG重力势能重力势能弹力做功弹力做功WF力做功力做功W弹性势能弹性势能动能动能速度速度EP=mghEP=1/2KX2我们这一节通过实验，探究力对原来静止的我们这一节通过实验，探究力对原来静止的物体做的物体做的功功与物体获得的与物体获得的速度速度的关系的关系探究力对物体做的探究力对物体做的功功与物体与物体速度速度的关系的关系实验情景：实验情景：我们以平板上的小车为研究对象，使它在力的作用下由静止我们以平板上的小车为研究对象，使它在力的作用下由静止开始运动（为了方便），改变力的大小，或者小车运动的距开始运动（为了方便），改变力的大小，或者小车运动的距离，力对小车做的离，力对小车做的功功也会改变，小车获得的也会改变，小车获得的速度速度就会不同，就会不同，由此能够得到功与速度的几组数据。由此能够得到功与速度的几组数据。请学生阅读教材请学生阅读教材 “ “探究的思路探究的思路”部分部分 2.探究过程中，我们是否需要测出橡皮筋做功的探究过程中，我们是否需要测出橡皮筋做功的 具体数值？具体数值？3.每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要求？每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要求？4.小车获得的速度怎样计算？小车获得的速度怎样计算？5.实验完毕后，我们用什么方法分析橡皮筋对小实验完毕后，我们用什么方法分析橡皮筋对小 车作的功和小车速度的关系？车作的功和小车速度的关系？1.参考示例一，在什么情况下可以近似用物体的参考示例一，在什么情况下可以近似用物体的 重量重量 G代表小车受到的牵引力代表小车受到的牵引力F（71页说说）页说说）参考示例一，在什么情况下可以近似用物体的参考示例一，在什么情况下可以近似用物体的 重量重量 G代表小车受到的牵引力代表小车受到的牵引力F（71页说说）页说说）小车：小车：F=Ma重物：重物：G-F=ma消去加速度，得到牵引消去加速度，得到牵引力力F和物重和物重G的关系的关系MFGMm11GmM当小车的质量比重物大很多当小车的质量比重物大很多 (Mm)时时FG探究过程中，我们是否需要测出橡探究过程中，我们是否需要测出橡皮筋做功的具体数值？皮筋做功的具体数值？ 橡皮筋的弹力做功不容易计算，然而改橡皮筋的弹力做功不容易计算，然而改用橡皮筋的条数，保持小车相同的运动距离，用橡皮筋的条数，保持小车相同的运动距离，则弹力功的大小与橡皮筋的条数成正比。即，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橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W这是本实验的精妙之处这是本实验的精妙之处每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要求？每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要求？为了使弹力功的大小与橡皮筋的为了使弹力功的大小与橡皮筋的条数成正比，因此，条数成正比，因此，每次拉长橡每次拉长橡皮筋的长度应该相等。皮筋的长度应该相等。小车获得的速度怎样计算？小车获得的速度怎样计算？ 由于橡皮筋做功而使小车获得的速由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由纸带和打点计时器测出。度可以由纸带和打点计时器测出。 实验完毕后，我们用什么方法分析橡皮实验完毕后，我们用什么方法分析橡皮筋对小车做的功和小车速度的关系？筋对小车做的功和小车速度的关系？ 先对测量数据进行估计，或者做出先对测量数据进行估计，或者做出Wv的图象，分析这条曲线，可以得知的图象，分析这条曲线，可以得知橡皮筋对小车做的功与小车获得速度的橡皮筋对小车做的功与小车获得速度的定量关系。定量关系。1、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？2、纸带上的点距并不都是均匀的，应该采 用那些点距来计算小车的速度？为什么？学生分组实验，并思考下面的问题：学生分组实验，并思考下面的问题： 小车在运动过程中，有哪些力做功？小车在运动过程中，有哪些力做功？把木板的把木板的一端垫高，一端垫高，使重力沿使重力沿斜面向下斜面向下的力与摩的力与摩擦力平衡擦力平衡F阻阻FGF阻阻FN拉力和摩拉力和摩擦力做功擦力做功FF2F1小车在木板上运动时会受到阻力，可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？以采用什么方法进行补偿？应该采用那些点距来计算小车的速度？应该采用那些点距来计算小车的速度？小车的运动情况：小车的运动情况：实例二：变加速直线运动（加速度逐渐减小）实例二：变加速直线运动（加速度逐渐减小）匀速运动匀速运动我们应该求小车匀速阶段的速度。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即：弹力做功刚完毕时小车的速度实例一：匀加速直线运动实例一：匀加速直线运动2XaTVaT(1)按图示将实验仪器安装好，同时平衡摩擦力按图示将实验仪器安装好，同时平衡摩擦力(2)先用一条橡皮筋做实验，用打点计时器和纸带测出小车获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得的速度v1，设此时橡皮筋对小车做的功为，设此时橡皮筋对小车做的功为W1，将这一组数，将这一组数据记入表格据记入表格(3)用用2条橡皮筋做实验，实验中橡皮筋拉伸的长度与第一次条橡皮筋做实验，实验中橡皮筋拉伸的长度与第一次 相同，这时橡皮筋对小车做的功为相同，这时橡皮筋对小车做的功为W2，测出小车获得速，测出小车获得速 度度v2，将数据记入表格，将数据记入表格(4)用用3条、条、4条条橡皮筋做实验，用同样的方法测出功和速橡皮筋做实验，用同样的方法测出功和速 度，记入表格度，记入表格实验步骤 思路：思路：做出做出Wv Wv2 Wv3的图象，看的图象，看他们之间的关系他们之间的关系v2v3vv实验次数实验次数橡皮筋做的橡皮筋做的功功匀速运动时的速度匀速运动时的速度1 1W W0.2320.0538240.0124870.4816642 22W2W0.3210.1030410.0330760.5665693 33W3W0.4170.1738890.0725120.6457554 44W4W0.4690.2199610.1031620.6848365 55W5W0.5290.2798410.1480360.7273246 66W6W0.5710.3260410.1861690.7556452收集数据，生成结论 实验结论：实验结论：2Wv即即力对原来静止的物体做的功与物体获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。得的速度的平方成正比。误差是不可避免的，但我们可以尽误差是不可避免的，但我们可以尽量减少它。我们需要注意：量减少它。我们需要注意：