物理：7.6《实验：探究功与速度变化的关系》课件（新人教版必修2）

欢迎进入物理课堂 在初中我们已经学习了动能的概念 知道物体的动能与物体的速度密切相关 而物体速度的变化又与力对它做功有关 人对保龄球做功保龄球的速度变大 当其对外做功时 速度减小 功与速度变化有什么定量关系呢 1 在探究功与物体速度变化的实验中需要的器材有 等 2 当用2条 3条 同样的橡皮筋进行第2次 第3次 实验时 每次实验中橡皮筋拉伸长度都 一致 以保证第2次 第3次 橡皮筋的功是 3 根据实验数据作个W v草图 大致判断两个量可能是什么关系 如果认为很可能是W v2 就作出W v2曲线 如果这条曲线是 就可以证明你的判断是正确的 答案 1 木板 橡皮筋 打点计时器及电源 纸带2 保持和第一次 2W 3W3 一条直线 1 在如图所示的装置中 释放小车 拉伸的橡皮筋对小车做功 使小车获得速度 第一次实验设橡皮筋对小车所做的功为W 后面的实验中都保持橡皮筋的拉伸长度与第一次一致 橡皮筋的条数分别为原来的2倍 3倍 橡皮筋对小车所做的功分别为2W 3W 2 由纸带和打点计时器分别测出小车获得的速度v1 v2 v3 3 以橡皮筋对小车做的功为纵坐标 以第一次实验时的功W为单位 小车获得的速度为横坐标 作出W v曲线 4 如果W v曲线是一条直线 表明W v 如果不是直线 可着手考虑是否存在下列关系 W v2 W v3 W 1 小车运动中受到阻力 小车的速度在运动中是变化的 使木板倾斜 让小车不受橡皮条的拉力时匀速下滑 也就是平衡掉摩擦力 2 橡皮条做功完毕后 小车匀速运动 则打在纸带上的点应是均匀分布的 利用纸带点间距和打点计时器记录的时间求出速度 2010 鹤岗高一检测 在本实验中 小车在运动中会受阻力作用 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下即可 没有什么严格的要求B 木板的倾斜角度在理论上应满足下面条件 即重力使物体沿斜面下滑的分力应等于小车受到的阻力 C 如果小车在木板上不受拉力的情况下能做匀速运动 则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答案 BC 解析 实验中探究的是橡皮筋对小车做功与小车速度变化间的关系 但是由于实验过程中存在摩擦力做功 必然会导致误差增大 为了消除这个因素的影响 采用了平衡摩擦力的方法 这样就要求重力的下滑分力与摩擦力等大反向 而不是随意的倾角 是否达到这一要求的依据就是看一看小车在不受拉力的情况下是否能匀速运动 先对测量数据进行估计 或者作出W v草图 大致判断两个量可能有什么关系 如果认为有可能是W v2 就对每一个速度值算出它的二次方 然后以W为纵坐标 v2为横坐标作图 不是以v为横坐标 如果这样作出的图象是一条直线 说明两者关系真的是W v2 1 误差来源 一是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 二是橡皮筋长度 粗细不一 使得拉力及拉力的功与条数不成正比带来误差 三是纸带上所打点的间距测量也会带来误差 四是描点不准带来误差 2 减小误差的办法 实验前要先平衡摩擦力 尽量选用同一规格的橡皮筋 选用间距均匀的几个间隔 测量其总长度 求得平均速度 描点时既要观察各点的位置关系 又要考虑应有的函数关系 若拉力大 小车速度大 点数少 可能使W与v成线性关系 控制小车速度 加大纵坐标单位长度 可减小误差 2010 长沙高一检测 为了探究物体做功与物体速度变化的关系 现提供如图所示的器材 让小车在橡皮筋的作用下弹出后 沿木板滑行 请思考探究思路并回答下列问题 打点计时器交流电频率为50Hz 1 为了消除摩擦力的影响应采取什么措施 2 当我们分别用相同的橡皮筋1条 2条 3条 并起来进行第1次 第2次 第3次 实验时 每次实验中橡皮筋拉伸的长度都应保持一致 我们把第1次实验时 橡皮筋对小车做的功为W 3 由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器和纸带测出 如图所示的是其中四次实验打出的部分纸带 4 试根据第 2 3 项中的信息 填写下表 从表中数据可得出结论 解析 1 将木板在固定打点计时器的一端用木块垫起适当的高度 使小车能缓慢匀速下滑即可 2 第2次 第3次 实验时橡皮筋对小车做的功记为2W 3W 4 如表所示结论 橡皮筋对小车做的功与小车速度的平方成正比 点评 解答本题应把握以下三点 1 明确平衡摩擦力的方法 2 计算小车运动的最大速度 3 寻找功与速度的定量关系 2011 嵊泗中学高一检测 探究功与物体速度关系的实验中 1 为了计算由于橡皮筋做功而使小车获得的速度 在本次实验中小明同学得到了如图的一条纸带 在A B C D四点中应该选用 的速度才符合要求 2 实验中 小车会受到阻力的作用 但这可以使木板倾斜作为补偿 下面操作正确的是 A 放开小车 能够自由下滑即可B 放开小车 能够匀速下滑即可C 放开拖着纸带的小车 能够自由下滑即可D 放开拖着纸带的小车 能够匀速下滑即可 3 关于探究功与物体速度变化的关系的实验中 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 实验中 橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致C 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 4 在各种不同形式的能互相转化的过程中 功扮演着一个重要角色 功的意义在于 它表示有多少数量的能 所以说 功是 答案 1 C 2 D 3 D 4 发生转化 能量转化的量度 现有以下器材 小球 弧形光滑轨道 刻度尺 铅笔 白纸 复写纸 铁架台 重锤等 试探究能否设计一个实验 探究合外力的功与物体速度的关系 并说明 1 实验方案 2 探究功与速度的方法 解析 1 实验方案 如图固定好轨道 让其末端保持水平 让小球从轨道的某一高度h处由静止滚下 最后落在置于水平面上的白纸及复写纸上 记下小球释放点及最后落点的位置 用刻度尺测出释放点的高度h及落点P到O点的距离x 多次改变小球的释放点位置 记录并测量每次的h x的值 一个人骑自行车在平直的路面上运动 当人停止蹬车后 车继续向前运动 如下图所示 运动过程中受到的阻力可以认为是大小不变的 试根据人骑自行车这一运动过程 研究外力对物体做的功和物体运动速度的关系 要求写出探究思路 所需器材 测量数据 探究结果 解析 1 使自行车获得某一速度后 停止蹬车 让自行车沿着平直路面前进 用秒表测出自行车从停止蹬车到停止运动所用的时间t 用皮尺测出自行车停止蹬车后运动的距离s 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全