高中物理 7.6《实验 探究功与速度变化的关系》课件 新人教版必修2.ppt

第七章 机械能守恒定律 第6节 实验 探究功与速度变化的关系 1 理解探究性实验中的探究思路 操作技巧和数据处理 能够自主设计实验 2 会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度 3 利用物理图象探究功与物体速度变化的关系 重力做功 重力势能 弹力做功WF 外力做功W 弹性势能 动能 速度 1 研究对象是什么 某一个物体2 需要知道哪些物理量 力对物体做的功W物体的速度v3 怎样得到它们之间的关系 分别以它们为纵坐标和横坐标画图象通过图象看出它们之间的关系 一 实验目的 二 探究的思路 探究力对物体做的功与速度变化的关系 钩码 小车 细绳 纸带 打点计时器 一端附有定滑轮的长木板 方案一 三 探究方案 平衡摩擦力 把木板的一端垫高 使重力沿斜面向下的分力与摩擦力平衡 当小车的质量比钩码的质量大很多 M m 时 小车所受绳子的牵引力F近似地等于钩码的重力G 这时 小车所受合力就等于绳子的牵引力F 1 本方案是怎样提供拉力的 研究对象是小车 由钩码提供拉力 2 怎样计算功和速度 用刻度尺测量纸带得出运动距离l 读出钩码的重力G 则有W Gl 速度可由纸带上的点计算出 3 如何得到多组数据 改变拉力或改变距离可得到不同的多组数据 方案一的原理 橡皮筋 小车 打点计时器 纸带 木板 铁钉 方案二 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 怎样设计实验才能解决这一问题 橡皮筋对小车的做的功能否直接测量 橡皮筋被拉伸直到恢复原长的过程中 第一次用一条橡皮筋拉小车 设橡皮筋对小车做功为W 第二次用两条完全相同的橡皮筋并列栓到小车上拉小车 且使每条橡皮筋的伸长都和第一次的伸长量一样 则橡皮筋以小车做的功为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 倍增法 小车在木板上做什么性质的运动 我们要取的速度是哪个阶段的速度 这个速度该如何测量 先加速后匀速 橡皮筋恢复原长时的速度 就是匀速阶段的速度 4 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 安装实验仪器 3 第一次先用一根橡皮筋做实验 用打点计时器和纸带测出小车获得的速度v1 设此时橡皮筋对小车做的功为W 并将测得的数据记入表格 2 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 不栓橡皮筋 闭合电源 轻推小车 直到打点计时器在纸带上打出间隔均匀的点为止 实验操作 橡皮筋恢复原长时小车的速度 四 数据的处理 用什么方法处理数据比较直观 图象法处理数据 作W v图 若为曲线 若为直线 则W与v成正比 作W v2图 若为曲线 若为直线 则W与v2成正比 作W v3图 五 采集数据生成结论 从得到的数据可看出 W越大 v越大 W v图象 W v2图象 W v3图象 W 图象 实验结论 W v2图象 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 1 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 D 2 在做 探究功与物体速度变化关系 的实验时 下列说法正确的是 A 通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值B 通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值C 通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度D 通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度 AC 3 在 探究力对物体做功与速度变化的关系 的实验中每次橡皮筋的拉伸长度都保持不变 这样每次 A 做的功一样B 每条橡皮筋做的功是一样多C 每条橡皮筋的弹性势能是一样的D 产生的重力势能相同 BC 4 为了计算由于橡皮筋做功而使小车获得的速度 在某次实验中某同学得到了下图所示的一条纸带 在A B C D中应该选用哪个点的速度才符合要求 实验中所要求测量的速度应该是橡皮筋作用完毕以后小车的速度 也就是小车所获得的最大速度 由图可以看出 A B两点橡皮筋还没有作用完毕 而D点是橡皮筋作用完毕后经过了一段时间 所以最理想的应该是C点的速度