江蘇省海頭高級(jí)中學(xué)高一物理下學(xué)期《第七章 探究功與速度變化的關(guān)系》課件.pptVIP

第六節(jié)實(shí)驗(yàn) 探究功與速度變化的關(guān)系 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出功與物體速度變化的關(guān)系 2 明確實(shí)驗(yàn)原理 學(xué)會(huì)數(shù)據(jù)處理 重點(diǎn)難點(diǎn) 用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 一 探究目的1 通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究功與速度變化的關(guān)系 2 體會(huì)探究的過(guò)程和所用的方法 二 實(shí)驗(yàn)器材 針對(duì)課本p70 參考案例二 木板 小車(chē) 橡皮筋 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 電源 紙帶等 三 探究思路1 分析與猜測(cè) 1 通過(guò)研究重力做的功 我們確立了重力勢(shì)能的表達(dá)式 通過(guò)分析彈力做的功 我們探究了彈性勢(shì)能的表達(dá)式 那么 要研究動(dòng)能的變化 也要從力做功開(kāi)始 2 物體在力的作用下通過(guò)一段位移時(shí) 力會(huì)對(duì)物體做功 物體的速度也會(huì)發(fā)生變化 所以二者之間存在聯(lián)系 2 探究的思路 1 要探究功與物體速度變化的關(guān)系 就要改變力對(duì)物體做的功 測(cè)出力對(duì)物體做不同功時(shí)物體的速度 2 為簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn) 可將物體初速度設(shè)置為零 利用如圖7 6 1所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 通過(guò)橡皮筋來(lái)對(duì)小車(chē)做功w 通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打在紙帶上的點(diǎn)測(cè)量小車(chē)獲得的速度v 然后分析功w與速度v的關(guān)系 圖7 6 1 四 探究步驟1 按圖7 6 1所示安裝好實(shí)驗(yàn)儀器 2 第一次先用一條橡皮筋做實(shí)驗(yàn) 用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出小車(chē)獲得的速度v1 設(shè)此時(shí)橡皮筋彈力對(duì)小車(chē)做功為w 并將得到的數(shù)據(jù)記入表格 3 換用2條 3條 4條 同樣規(guī)格的橡皮筋做實(shí)驗(yàn) 并將橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度都和第一次相同 測(cè)出v2 v3 v4 橡皮筋對(duì)小車(chē)做功分別為2w 3w 4w 將數(shù)據(jù)計(jì)入表格 4 分析數(shù)據(jù) 嘗試做w v w v2等圖象 探究w v的關(guān)系 1 速度數(shù)值的獲得 實(shí)驗(yàn)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(chē)速度的關(guān)系 需要測(cè)量的是彈力做功結(jié)束時(shí)小車(chē)的速度 即小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)的速度 所以 應(yīng)該在紙帶上測(cè)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(guān)系時(shí)得到的數(shù)據(jù) 請(qǐng)根據(jù)以下數(shù)據(jù)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(guān)系 圖7 6 3 思路點(diǎn)撥 作圖時(shí)應(yīng)注意合理確定標(biāo)度 并將各點(diǎn)用平滑曲線(xiàn)或直線(xiàn)連接 精講精析 v2 v3的數(shù)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(duì)物體做的功與速度的平方成正比 圖7 6 4 答案 見(jiàn)精講精析 1 誤差分析 1 由于忘記平衡摩擦力或沒(méi)有完全平衡摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響 2 橡皮筋長(zhǎng)度 粗細(xì)不一 使得拉力及拉力的功與條數(shù)不成正比帶來(lái)誤差 3 紙帶上的點(diǎn)間距的測(cè)量也會(huì)帶來(lái)誤差 2 注意事項(xiàng) 1 適度平衡小車(chē)受到的摩擦力 2 每次實(shí)驗(yàn)小車(chē)都要從同一位置由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng) 3 應(yīng)選擇規(guī)格相同的橡皮筋 4 橡皮筋的拉伸長(zhǎng)度要適度 5 使小車(chē)掛住橡皮筋的中點(diǎn) 放正小車(chē) 使小車(chē)沿木板的中間線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 在用如圖7 6 5所示的裝置做 探究功與速度變化的關(guān)系 的實(shí)驗(yàn)時(shí) 下列說(shuō)法正確的是 圖7 6 5 a 為了平衡摩擦力 實(shí)驗(yàn)中可以將長(zhǎng)木板的左端適當(dāng)墊高 使小車(chē)?yán)┻^(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶自由下滑時(shí)能保持勻速運(yùn)動(dòng)b 為簡(jiǎn)便起見(jiàn) 每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋的規(guī)格要相同 拉伸的長(zhǎng)度要一樣c 可以通過(guò)改變橡皮筋的條數(shù)來(lái)改變拉力做功的數(shù)值d 可以通過(guò)改變小車(chē)的質(zhì)量來(lái)改變拉力做功的數(shù)值 e 實(shí)驗(yàn)中要先釋放小車(chē)再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源f 通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來(lái)測(cè)定小車(chē)加速過(guò)程中獲得的最大速度g 通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來(lái)測(cè)定小車(chē)加速過(guò)程中獲得的平均速度 思路點(diǎn)撥 根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)逐項(xiàng)判斷 精講精析 左端墊高利用小車(chē)的重力沿斜面向下的分力與摩擦力平衡來(lái)滿(mǎn)足橡皮筋做功是合力功 實(shí)驗(yàn)中要求橡皮筋規(guī)格相同 拉伸長(zhǎng)度相同即每根橡皮筋做功相等 所以只需通過(guò)改變條數(shù)就可以改變做功的數(shù)值 利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)該先接通電源再釋放紙帶 當(dāng)橡皮筋松馳時(shí) 即加速結(jié)束時(shí) 小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng) 此時(shí)速度即為小車(chē)獲得的最大速度 答案 abcf 用自由落體運(yùn)動(dòng)探究功與速度的關(guān)系 經(jīng)典案例 質(zhì)量為1kg的重錘自由下落 通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄運(yùn)動(dòng)過(guò)程 打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(diǎn)為重錘自由下落時(shí)紙帶的打點(diǎn)起點(diǎn) 選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)a b c d e f g依次間隔一個(gè)點(diǎn) 圖中未畫(huà)出 各計(jì)數(shù)點(diǎn) 與o點(diǎn)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(diǎn)的速度并填入下表中 2 求出物體下落時(shí)從o點(diǎn)到圖中各點(diǎn)過(guò)程中重力所做的功 3 適當(dāng)選擇坐標(biāo)軸 在圖7 6 7中找出重力做的功與速度的相關(guān)量之間的關(guān)系 圖7 6 7圖中縱坐標(biāo)表示 橫坐