高一物理必修2機(jī)械能守恒定律第七講探究功與速度變化的關(guān)系

探究：功與速度的變化關(guān)系講師：孫中民課標(biāo)解讀

1.領(lǐng)會(huì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路，經(jīng)歷探究學(xué)習(xí)情感體驗(yàn)過(guò)程.

2.知道用一根橡皮筋所做功為“單位功”，理解小車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)階段測(cè)量速度比較合理.

3.能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，會(huì)采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，理解實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理課標(biāo)解讀知識(shí)精講2.1探究目的

探究合力做功與速度變化的關(guān)系，初速度為零，實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為探究合力做功與末速度的關(guān)系.鉤碼小車(chē)細(xì)繩紙帶打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板2.2探究方案2.2.1方案一：2.2.2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)動(dòng)，用紙帶記錄下速度v1、v2，拉力做功分別為W1、W2，保持滑塊質(zhì)量和所掛鉤碼的質(zhì)量不變，保證繩子對(duì)滑塊的拉力保持不變，讓滑塊從同一F阻FGF阻FNFF2F1平衡摩擦橡皮筋小車(chē)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶木板鐵釘2.2.3方案二：用幾根相同的橡皮筋拉動(dòng)小車(chē)運(yùn)動(dòng)，

一根橡皮筋做功為W，兩根橡皮筋做功為2W，三根橡皮筋做功為3W……，速度通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶計(jì)算得出.2.2.4方案二的原理：注意：要想使合力做功等于橡皮筋拉力所做的功，同樣需要平方案一實(shí)驗(yàn)視頻通過(guò)前面的學(xué)習(xí)

相信大家對(duì)這堂課的知識(shí)點(diǎn)有了初步的了解

下面我們通過(guò)幾個(gè)例題

加深對(duì)知識(shí)的理解及運(yùn)用能力突破【典例1】

“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，當(dāng)小車(chē)在一條橡皮筋作用下彈出時(shí)，橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功記為W；當(dāng)用2條、3條、4條……完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次、第4次……實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功記為2W、3W、4W……每次實(shí)驗(yàn)中小車(chē)獲得的最大速度可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打出的紙帶測(cè)出．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器必須用交流電；實(shí)驗(yàn)必須平衡摩擦力；每次實(shí)驗(yàn)小車(chē)必須從同一位置由靜止彈出.（1）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是______.

A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以用干電池供電

B.實(shí)驗(yàn)儀器安裝時(shí)，可以不平衡摩擦力

C.每次實(shí)驗(yàn)小車(chē)必須從同一位置由靜止彈出

D.利用每次測(cè)出的小車(chē)最大速度vm和橡皮筋做的功W，依次作出W-vm、W-vm2、W-vm3，W2-vm、W3-vm……的圖象，得出合力做功與物體速度變化的關(guān)系.（2）如下圖示,給出了某次實(shí)驗(yàn)打出的紙帶，從中截取了測(cè)量小車(chē)最大速度所用的一段紙帶，測(cè)得A、B、C、D、E相鄰兩點(diǎn)間的距離分別為AB＝1.48cm，BC＝1.60cm，CD＝1.62cm，DE＝1.62cm；已知相鄰兩點(diǎn)打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02

s，則小車(chē)獲得的最大速度vm＝_____m/s.（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

題圖顯隱0.81求小車(chē)最大速度，選用哪段紙帶運(yùn)算合適？規(guī)律方法技巧

1.平衡摩擦力：將木板一端墊高，使小車(chē)重力沿斜面向下的分力與摩擦阻力平衡．方法是輕推小車(chē)，由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打在紙帶上的【典例2】

如圖所示是某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)做探究“橡皮筋做功和物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，圖中是小車(chē)在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行的情形．這時(shí)，橡皮筋對(duì)小車(chē)做功記為W.當(dāng)用2條、3條、…、n條完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次、…、第n次實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次橡皮筋都被拉伸到同一位置釋放．小車(chē)每次實(shí)驗(yàn)中獲得的速度可以由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測(cè)出，圖甲為某次（3）每次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶上的點(diǎn)分布不都是均勻的，為了測(cè)量小車(chē)最終的末速度,應(yīng)選用紙帶的________________部分進(jìn)行測(cè)量.每相鄰兩點(diǎn)等距

（4）下面是本實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)記錄及數(shù)據(jù)處理表.從理論上講，橡皮筋做的功Wn與物體獲得的速度vn之間的關(guān)系是Wn∝______，請(qǐng)你運(yùn)用表中的數(shù)據(jù)在如圖乙所示的坐標(biāo)系中作出相應(yīng)的圖象，以驗(yàn)證理論的正確性．實(shí)驗(yàn)次數(shù)橡皮筋做的功Wn（J）10個(gè)等距點(diǎn)間距離s（m）10個(gè)等距點(diǎn)的時(shí)間T（s）小車(chē)末速度vn（m/s）小車(chē)速度平方vn2（m2/s2）1W1＝W0.2000.21.001.002W1＝2W0.2820.21.411.993W3＝3W0.3000.21.502.254W4＝4W0.4000.22.004.005W5＝5W0.4580.22.245.02vn2規(guī)律方法技巧實(shí)驗(yàn)常見(jiàn)誤區(qū)：