高中物理 第七章 機械能守恒定律 第6節(jié) 實驗：探究功與速度變化的關系課件 新人教版必修2.ppt

第七章 實驗理論指導 題型一 第6節(jié) 知能演練提升 典題案例導析 題型三 題型二 一 實驗目的 1 探究力對物體做的功與物體速度變化的關系 2 體會探究過程和所用的方法 二 實驗原理讓橡皮筋拉動小車做功使小車的速度增加 若拉小車的橡皮筋的條數(shù)由1條變?yōu)?條 3條 則橡皮筋對小車做的功為w 2w 3w 利用打點計時器和紙帶測量每次實驗后小車的速度 分析每次做的功與速度的關系 總結出功與速度的關系 三 實驗器材木板 橡皮筋 若干 小車 打點計時器 低壓交流電源 紙帶 刻度尺等 四 實驗步驟 1 按如圖7 6 1所示安裝好實驗儀器 2 平衡摩擦力 將安裝有打點計時器的長木板的一端墊起 紙帶穿過打點計時器 不掛橡皮筋 閉合電源 輕推小車 使打點計時器在紙帶上打出的點間隔均勻 圖7 6 1 3 第一次先用一條橡皮筋做實驗 用打點計時器和紙帶測出小車獲得的速度v1 設此時橡皮筋彈力對小車做功為w 并將得到的數(shù)據(jù)記入表格中 4 換用2條 3條 4條 同樣的橡皮筋做實驗 并將橡皮筋拉伸的長度都和第一次相同 測出小車獲得的速度v2 v3 v4 橡皮筋對小車做功分別為2w 3w 4w 將數(shù)據(jù)記入表格中 五 數(shù)據(jù)處理 1 速度數(shù)值的獲得 實驗獲得的是如圖7 6 2所示的紙帶 為探究橡皮筋彈力做功與小車速度的關系 需要測量的是彈力做功結束時小車的速度 即小車做勻速運動的速度 所以 應該在紙帶上測量的物理量是圖中a1 a3間的距離x 小車速度的表達式為 其中t是打點計時器的振動周期 即選擇相鄰距離基本相同的若干點來計算小車勻速時的速度 圖7 6 2 3 逐一與w的一組數(shù)值對照 判斷w與的可能關系或分別試探畫出w與v w與v2 w與v3 w與間關系的圖像 找出哪一組的圖像是直線 從而確定功與速度的正確關系 六 注意事項 1 適度平衡小車受到的摩擦力 2 每次實驗小車都要從同一位置由靜止開始運動 3 應選擇粗細均勻 一致性好的橡皮筋 4 橡皮筋的拉伸長度要適度 5 使小車掛住橡皮筋的中點 放正小車 使小車沿木板的中間線運動 七 誤差分析 1 誤差的主要來源是橡皮筋的長度 粗細不一 使橡皮筋的拉力與橡皮筋的條數(shù)不成正比 2 平衡摩擦力不夠或平衡過度造成誤差 3 利用打上點的紙帶計算小車的速度時 測量不準帶來誤差 例1 關于 探究功與速度變化的關系 的實驗中 下列敘述正確的是 a 每次實驗必須設法算出橡皮筋對小車做功的具體數(shù)值b 每次實驗中 橡皮筋拉伸的長度沒有必要保持一致c 放小車的長木板應該盡量使其水平d 先接通打點計時器的電源 再讓小車在橡皮筋的作用下彈出 解析 本實驗沒有必要測出橡皮筋做的功到底是多少焦耳 只要測出以后各次實驗時橡皮筋做的功是第一次實驗時的多少倍就已經(jīng)足夠了 a錯 每次實驗橡皮筋拉伸的長度必須保持一致 只有這樣才能保證以后各次實驗時 橡皮筋做的功是第一次實驗時的整數(shù)倍 b錯 小車運動中會受到阻力 只有使木板傾斜到一定程度 才能減小誤差 c錯 實驗時 應該先接通電源 讓打點計時器開始工作 然后再讓小車在橡皮筋的作用下彈出 d正確 答案 d 例2 如圖7 6 3所示為某學習小組做 探究功與速度變化的關系 的實驗裝置 圖中小車是在一條橡皮筋的作用下彈出 沿木板滑行 這時 橡皮筋對小車做的功記為w 當用2條 3條 完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次 第3次 實驗時 使每次實驗中橡皮筋伸長的長度都保持一致 每次實驗中小車獲得的速度由打點計時器所打的紙帶測出 圖7 6 3 1 在正確操作情況下 打在紙帶上的點 并不都是均勻的 為了測量小車獲得的速度 應選用紙帶的 部分進行測量 根據(jù)如圖7 6 4所示的紙帶回答 圖7 6 4 2 下面是本實驗的數(shù)據(jù)記錄表 請運用表中測定的數(shù)據(jù)在圖7 6 5所示的坐標系中作出相應的圖像 得出的結論是 圖7 6 5 答案 1 gj 只要取勻速部分均為正確 2 如圖所示結論見解析 例3 某同學在 探究功與速度變化的關系 實驗中 設計了如圖7 6 6甲所示的實驗 將紙帶固定在重物上 讓紙帶穿過電火花計時器 先用手提著紙帶 使重物靜止在靠近計時器的地方 然后接通電源 松開紙帶 讓重物自由下落 計時器就在紙帶上打下一系列小點 得到的紙帶如圖7 6 6乙所示 o點為計時器打下的第1個點 該同學對數(shù)據(jù)進行了下列處理 取