江蘇省海頭高級中學高一物理下學期《第七章 探究功與速度變化的關系》課件.ppt

第六節(jié)實驗 探究功與速度變化的關系 學習目標 1 通過實驗得出功與物體速度變化的關系 2 明確實驗原理 學會數據處理 重點難點 用圖象法處理實驗數據 一 探究目的1 通過實驗探究功與速度變化的關系 2 體會探究的過程和所用的方法 二 實驗器材 針對課本p70 參考案例二 木板 小車 橡皮筋 打點計時器 電源 紙帶等 三 探究思路1 分析與猜測 1 通過研究重力做的功 我們確立了重力勢能的表達式 通過分析彈力做的功 我們探究了彈性勢能的表達式 那么 要研究動能的變化 也要從力做功開始 2 物體在力的作用下通過一段位移時 力會對物體做功 物體的速度也會發(fā)生變化 所以二者之間存在聯系 2 探究的思路 1 要探究功與物體速度變化的關系 就要改變力對物體做的功 測出力對物體做不同功時物體的速度 2 為簡化實驗 可將物體初速度設置為零 利用如圖7 6 1所示的裝置進行實驗 通過橡皮筋來對小車做功w 通過打點計時器打在紙帶上的點測量小車獲得的速度v 然后分析功w與速度v的關系 圖7 6 1 四 探究步驟1 按圖7 6 1所示安裝好實驗儀器 2 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 并將得到的數據記入表格 3 換用2條 3條 4條 同樣規(guī)格的橡皮筋做實驗 并將橡皮筋拉伸的長度都和第一次相同 測出v2 v3 v4 橡皮筋對小車做功分別為2w 3w 4w 將數據計入表格 4 分析數據 嘗試做w v w v2等圖象 探究w v的關系 1 速度數值的獲得 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 下表是在探究功與速度變化的關系時得到的數據 請根據以下數據在圖7 6 3中完成w v w v2 w v3圖象 并由圖象確定功與速度變化的關系 圖7 6 3 思路點撥 作圖時應注意合理確定標度 并將各點用平滑曲線或直線連接 精講精析 v2 v3的數值如下表所示 w v w v2 w v3圖象如圖7 6 4所示 由圖可得力對物體做的功與速度的平方成正比 圖7 6 4 答案 見精講精析 1 誤差分析 1 由于忘記平衡摩擦力或沒有完全平衡摩擦力對實驗的影響 2 橡皮筋長度 粗細不一 使得拉力及拉力的功與條數不成正比帶來誤差 3 紙帶上的點間距的測量也會帶來誤差 2 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 應選擇規(guī)格相同的橡皮筋 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 在用如圖7 6 5所示的裝置做 探究功與速度變化的關系 的實驗時 下列說法正確的是 圖7 6 5 a 為了平衡摩擦力 實驗中可以將長木板的左端適當墊高 使小車拉著穿過打點計時器的紙帶自由下滑時能保持勻速運動b 為簡便起見 每次實驗中橡皮筋的規(guī)格要相同 拉伸的長度要一樣c 可以通過改變橡皮筋的條數來改變拉力做功的數值d 可以通過改變小車的質量來改變拉力做功的數值 e 實驗中要先釋放小車再接通打點計時器的電源f 通過打點計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的最大速度g 通過打點計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的平均速度 思路點撥 根據實驗原理和實驗注意事項逐項判斷 精講精析 左端墊高利用小車的重力沿斜面向下的分力與摩擦力平衡來滿足橡皮筋做功是合力功 實驗中要求橡皮筋規(guī)格相同 拉伸長度相同即每根橡皮筋做功相等 所以只需通過改變條數就可以改變做功的數值 利用打點計時器時應該先接通電源再釋放紙帶 當橡皮筋松馳時 即加速結束時 小車做勻速運動 此時速度即為小車獲得的最大速度 答案 abcf 用自由落體運動探究功與速度的關系 經典案例 質量為1kg的重錘自由下落 通過打點計時器在紙帶上記錄運動過程 打點計時器所接電源為6v 50hz的交流電源 如圖7 6 6所示 紙帶上o點為重錘自由下落時紙帶的打點起點 選取的計數點a b c d e f g依次間隔一個點 圖中未畫出 各計數點 與o點距離依次為31 4 70 6 125 4 195 9 282 1 383 8 501 2 單位為mm 重力加速度為9 80m s2 則圖7 6 6 1 求出b c d e f各點的速度并填入下表中 2 求出物體下落時從o點到圖中各點過程中重力所做的功 3 適當選擇坐標軸 在圖7 6 7中找出重力做的功與速度的相關量之間的關系 圖7 6 7圖中縱坐標表示 橫坐