高一課件集6實(shí)驗(yàn)：探究功與速度變化的關(guān)系

1、6 實(shí)驗(yàn)：探究功與速度變化的關(guān)系1.1.領(lǐng)會(huì)探究功與物體速度變化的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路。領(lǐng)會(huì)探究功與物體速度變化的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路。 2.2.能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，會(huì)采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，會(huì)采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 3.3.理解實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)尋找理解實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)尋找W W與與v v的關(guān)系的方法。的關(guān)系的方法。 彈性勢(shì)能彈性勢(shì)能重力勢(shì)能重力勢(shì)能動(dòng)能動(dòng)能重力做功重力做功彈力做功彈力做功外力做功外力做功速度速度W WG GE EP1P1E EP2P2W WF FE EP1P1E EP2P2復(fù)習(xí)引入復(fù)習(xí)引入彈弓彈弓彈弓彈弓一、探究目的一、探究目的 探究探究合力做功合力做功與速度變化的關(guān)系，初速度為零，與速度變化的關(guān)

2、系，初速度為零，實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為探究合力做功與末速度的關(guān)系。探究合力做功與末速度的關(guān)系。 1. 1.用什么實(shí)驗(yàn)器材測(cè)量速度？怎么測(cè)？用什么實(shí)驗(yàn)器材測(cè)量速度？怎么測(cè)？ 2.2.測(cè)量功需要測(cè)什么物理量，用什么實(shí)驗(yàn)器材測(cè)測(cè)量功需要測(cè)什么物理量，用什么實(shí)驗(yàn)器材測(cè)量，怎么測(cè)？量，怎么測(cè)？ 3.3.怎樣通過(guò)一個(gè)實(shí)驗(yàn)同時(shí)測(cè)出速度和功怎樣通過(guò)一個(gè)實(shí)驗(yàn)同時(shí)測(cè)出速度和功? ? 引導(dǎo)：引導(dǎo)：1. 1. 測(cè)速度：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器或光電門(mén)等測(cè)速度：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器或光電門(mén)等. .2. 2. 測(cè)量功：用相同橡皮筋的拉力做功或利用重力做測(cè)量功：用相同橡皮筋的拉力做功或利用重力做功等功等. .提示：提示：鉤碼鉤碼小車(chē)小車(chē)細(xì)繩細(xì)繩紙帶

3、紙帶打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板二、探究方案二、探究方案方案一：方案一：方案一的原理：方案一的原理： 讓滑塊在鉤碼的拉力作用下由靜止開(kāi)始做勻加速運(yùn)讓滑塊在鉤碼的拉力作用下由靜止開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)動(dòng), ,用紙帶記錄下速度用紙帶記錄下速度v v1 1、v v2 2, ,拉力做功分別為拉力做功分別為W W1 1、W W2 2, , 保保持滑塊質(zhì)量和所掛鉤碼的質(zhì)量不變，保證繩子對(duì)滑塊的持滑塊質(zhì)量和所掛鉤碼的質(zhì)量不變，保證繩子對(duì)滑塊的拉力保持不變，讓滑塊從同一位置出發(fā)拉力保持不變，讓滑塊從同一位置出發(fā), ,同樣記錄下其它同樣記錄下其它實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。F阻阻FGF阻阻

4、FNFF2F1平衡摩擦平衡摩擦 注意：注意：要想使合力做功等于拉力做功需要平衡摩擦要想使合力做功等于拉力做功需要平衡摩擦力，方法是將遠(yuǎn)離滑輪的一端墊高，使重力沿斜面向下力，方法是將遠(yuǎn)離滑輪的一端墊高，使重力沿斜面向下的分力等于摩擦力。的分力等于摩擦力。方案一的改進(jìn)：方案一的改進(jìn)：使用氣墊導(dǎo)軌使用氣墊導(dǎo)軌橡皮筋橡皮筋小車(chē)小車(chē)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶紙帶木板木板鐵釘鐵釘方案二：方案二： 用幾根相同的橡皮筋拉動(dòng)小車(chē)運(yùn)動(dòng)用幾根相同的橡皮筋拉動(dòng)小車(chē)運(yùn)動(dòng), , 一根橡皮一根橡皮筋做功為筋做功為W,W,兩根橡皮筋做功為兩根橡皮筋做功為2W,2W,三根橡皮筋做功三根橡皮筋做功為為3W3W，速度通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打

5、出的紙帶計(jì)算得，速度通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶計(jì)算得出。出。方案二的原理：方案二的原理： 注意：注意：要想使合力做功等于橡皮筋拉力所做的要想使合力做功等于橡皮筋拉力所做的功，同樣需要平衡摩擦力，方法也是將遠(yuǎn)離滑輪的功，同樣需要平衡摩擦力，方法也是將遠(yuǎn)離滑輪的一端墊高，使重力沿斜面向下的分力等于摩擦力。一端墊高，使重力沿斜面向下的分力等于摩擦力。通過(guò)每次增加一根橡皮筋通過(guò)每次增加一根橡皮筋的方法表示功的大小。的方法表示功的大小。氣墊導(dǎo)軌實(shí)驗(yàn)氣墊導(dǎo)軌實(shí)驗(yàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)教師實(shí)驗(yàn)教師實(shí)驗(yàn)v2v3vv實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)次數(shù)次數(shù)橡皮筋橡皮筋做的功做的功勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度1 1W W0.2320.232

6、0.0538240.0538240.0124870.0124870.4816640.4816642 22W2W0.3210.3210.1030410.1030410.0330760.0330760.5665690.5665693 33W3W0.4170.4170.1738890.1738890.0725120.0725120.6457550.6457554 44W4W0.4690.4690.2199610.2199610.1031620.1031620.6848360.6848365 55W5W0.5290.5290.2798410.2798410.1480360.1480360.727324

7、0.7273246 66W6W0.5710.5710.3260410.3260410.1861690.1861690.7556450.755645三、采集數(shù)據(jù)三、采集數(shù)據(jù) 生成結(jié)論生成結(jié)論Wv與 圖象Wv與圖象2Wv與 圖象3Wv與 圖象實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：2Wv 即即力對(duì)原來(lái)靜止的物體做的功與物體獲得的速度力對(duì)原來(lái)靜止的物體做的功與物體獲得的速度的平方成正比。的平方成正比。1.1.本節(jié)是一個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)，探究的目的是本節(jié)是一個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)，探究的目的是( )( )A.A.探究力與物體運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系探究力與物體運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系B.B.探究力與物體運(yùn)動(dòng)加速度的關(guān)系探究力與物體運(yùn)動(dòng)加速度的關(guān)系C.C.探

8、究力對(duì)物體做功與物體加速度變化的關(guān)系探究力對(duì)物體做功與物體加速度變化的關(guān)系D.D.探究力對(duì)物體做功與物體速度變化的關(guān)系探究力對(duì)物體做功與物體速度變化的關(guān)系D D2.2.對(duì)橡皮筋做的功來(lái)說(shuō)，直接測(cè)量是有困難的，我們可對(duì)橡皮筋做的功來(lái)說(shuō)，直接測(cè)量是有困難的，我們可以巧妙地避開(kāi)這個(gè)難題而不影響問(wèn)題的解決，只需要測(cè)以巧妙地避開(kāi)這個(gè)難題而不影響問(wèn)題的解決，只需要測(cè)出每次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功是第一次的多少倍，出每次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功是第一次的多少倍，使用的方法是使用的方法是( )( )A.A.用同樣的力對(duì)小車(chē)做功，讓小車(chē)通過(guò)的距離依次是用同樣的力對(duì)小車(chē)做功，讓小車(chē)通過(guò)的距離依次是s s、2s2s

9、、3s3s進(jìn)行第進(jìn)行第1 1次、第次、第2 2次、第次、第3 3次次實(shí)驗(yàn)時(shí)，力對(duì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，力對(duì)物體做的功就是物體做的功就是W W、2W2W、3W 3W B.B.讓小車(chē)通過(guò)相同的距離，第讓小車(chē)通過(guò)相同的距離，第1 1次力為次力為F F、第、第2 2次力為次力為2F2F、第第3 3次力為次力為3F3F實(shí)驗(yàn)時(shí)，力對(duì)小車(chē)做的功就是實(shí)驗(yàn)時(shí)，力對(duì)小車(chē)做的功就是W W、2W2W、3W 3W C CC.C.選用相同的橡皮筋，在實(shí)驗(yàn)中每次橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度選用相同的橡皮筋，在實(shí)驗(yàn)中每次橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度保持一致，當(dāng)用保持一致，當(dāng)用1 1條、條、2 2條、條、3 3條條同樣的橡皮筋進(jìn)行第同樣的橡皮筋進(jìn)行第1 1次、第次

10、、第2 2次、第次、第3 3次次實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對(duì)物體做的功就實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對(duì)物體做的功就是是W W、2W2W、3W 3W D.D.利用彈簧秤測(cè)量對(duì)小車(chē)的拉力利用彈簧秤測(cè)量對(duì)小車(chē)的拉力F F，利用直尺測(cè)量小車(chē)在，利用直尺測(cè)量小車(chē)在力的作用下移動(dòng)的距離力的作用下移動(dòng)的距離s s，便可以求出每次實(shí)驗(yàn)中力對(duì)小，便可以求出每次實(shí)驗(yàn)中力對(duì)小車(chē)做的功，可控制為車(chē)做的功，可控制為W W、2W2W、3W 3W 3.3.在本實(shí)驗(yàn)中，小車(chē)在運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力作用，這樣，在本實(shí)驗(yàn)中，小車(chē)在運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力作用，這樣，在小車(chē)沿木板滑行的過(guò)程中，除橡皮筋對(duì)其做功以外，在小車(chē)沿木板滑行的過(guò)程中，除橡皮筋對(duì)其做功以外，還有阻力

11、做功，這樣便會(huì)給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)誤差，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)還有阻力做功，這樣便會(huì)給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)誤差，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中想到的辦法是，使木板略微傾斜，對(duì)于木板的傾斜程中想到的辦法是，使木板略微傾斜，對(duì)于木板的傾斜程度，下面說(shuō)法正確的是度，下面說(shuō)法正確的是( )( )A.A.木板只要稍微傾斜一些即可，沒(méi)有什么嚴(yán)格的要求木板只要稍微傾斜一些即可，沒(méi)有什么嚴(yán)格的要求B.B.木板的傾斜程度在理論上應(yīng)滿(mǎn)足下列條件：即重力沿木板的傾斜程度在理論上應(yīng)滿(mǎn)足下列條件：即重力沿斜面下滑的分力應(yīng)等于小車(chē)受到的阻力斜面下滑的分力應(yīng)等于小車(chē)受到的阻力C.C.如果小車(chē)不受拉力時(shí)在滑行的木板上能做勻速運(yùn)動(dòng)，如果小車(chē)不受拉力時(shí)在滑行的木板上能做勻速運(yùn)動(dòng)，

12、這時(shí)木板的傾斜程度是符合要求的這時(shí)木板的傾斜程度是符合要求的D.D.其實(shí)木板不傾斜，問(wèn)題也不大，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)總是存在誤其實(shí)木板不傾斜，問(wèn)題也不大，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)總是存在誤差的差的BCBC4.4.在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，小車(chē)會(huì)因?yàn)槭苣Σ亮Χ绊憣?shí)驗(yàn)，我們可在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，小車(chē)會(huì)因?yàn)槭苣Σ亮Χ绊憣?shí)驗(yàn)，我們可以使木板傾斜作為補(bǔ)償。則下面操作正確的是（以使木板傾斜作為補(bǔ)償。則下面操作正確的是（ ）A.A.使拖著紙帶的小車(chē)由靜止釋放，小車(chē)不下滑即可使拖著紙帶的小車(chē)由靜止釋放，小車(chē)不下滑即可B.B.使拖著紙帶的小車(chē)由靜止釋放，小車(chē)能下滑即可使拖著紙帶的小車(chē)由靜止釋放，小車(chē)能下滑即可C.C.沿木板向下推拖著紙帶的小車(chē)，放手后打點(diǎn)計(jì)

13、時(shí)器在紙沿木板向下推拖著紙帶的小車(chē)，放手后打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下的點(diǎn)間距均勻即可帶上打下的點(diǎn)間距均勻即可D.D.以上說(shuō)法都不對(duì)以上說(shuō)法都不對(duì)C C5 5在探究做功與物體速度變化的實(shí)驗(yàn)中，第一次用一根橡在探究做功與物體速度變化的實(shí)驗(yàn)中，第一次用一根橡皮筋系在小車(chē)上，將小車(chē)?yán)侥硞€(gè)位置松手，得到一條打皮筋系在小車(chē)上，將小車(chē)?yán)侥硞€(gè)位置松手，得到一條打有點(diǎn)的紙帶有點(diǎn)的紙帶1 1，第二次用兩根橡皮筋并系在小車(chē)上，將小車(chē)，第二次用兩根橡皮筋并系在小車(chē)上，將小車(chē)?yán)酵晃恢盟墒?，又得到一條打有點(diǎn)的紙帶拉到同一位置松手，又得到一條打有點(diǎn)的紙帶22當(dāng)有六當(dāng)有六根相同的橡皮筋并系在小車(chē)上時(shí)，可得到打有點(diǎn)的紙帶根

14、相同的橡皮筋并系在小車(chē)上時(shí)，可得到打有點(diǎn)的紙帶6 6，現(xiàn)要用紙帶來(lái)求因橡皮筋做功而使小車(chē)獲得的速度，下列現(xiàn)要用紙帶來(lái)求因橡皮筋做功而使小車(chē)獲得的速度，下列做法正確的是（做法正確的是（ ）D DA A在六條紙帶中選擇其中一條點(diǎn)跡清晰且點(diǎn)間距合理的紙?jiān)诹鶙l紙帶中選擇其中一條點(diǎn)跡清晰且點(diǎn)間距合理的紙帶，依次在這條紙帶上標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)并求出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度，帶，依次在這條紙帶上標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)并求出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度，就可得到橡皮筋做功與小車(chē)速度變化的關(guān)系就可得到橡皮筋做功與小車(chē)速度變化的關(guān)系B B每條紙帶末端倒數(shù)第每條紙帶末端倒數(shù)第2 2個(gè)點(diǎn)的速度就可近似看成是對(duì)應(yīng)的個(gè)點(diǎn)的速度就可近似看成是對(duì)應(yīng)的橡皮筋做功而使小車(chē)獲得的速度橡皮筋做功而使小車(chē)獲得的速度C C每條紙帶始端第每條紙帶始端第2 2個(gè)點(diǎn)的速度就可近似看成是對(duì)應(yīng)的橡皮個(gè)點(diǎn)的速度就可近似看成是對(duì)應(yīng)的橡皮筋做功