高中物理_5-6《探究功與物體速度變化的關(guān)系》課件_新人教必修2 - 副本

1、5.6 探究功與速度變化的關(guān)系探究功與速度變化的關(guān)系重力勢(shì)能重力勢(shì)能彈性勢(shì)能彈性勢(shì)能重重 力力 做做 功功彈簧彈力做功彈簧彈力做功動(dòng)動(dòng) 能能合外力對(duì)物體做功合外力對(duì)物體做功 物體的動(dòng)能與它的速度是密切相關(guān)物體的動(dòng)能與它的速度是密切相關(guān) 速度的變化又與它的受力有關(guān)速度的變化又與它的受力有關(guān) 所以，我們首先來探究：所以，我們首先來探究： 力對(duì)物體做功與物體速度變化的關(guān)系力對(duì)物體做功與物體速度變化的關(guān)系 木板、小車、橡皮筋木板、小車、橡皮筋(若干）、打點(diǎn)若干）、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、電源、紙帶、釘子計(jì)時(shí)器、電源、紙帶、釘子2枚枚 探究的器材探究的器材探探 究的究的 思思 路路1、測(cè)量橡皮筋對(duì)小車做的功、測(cè)量橡

2、皮筋對(duì)小車做的功W 2、測(cè)量由于橡皮筋做功而使小車獲、測(cè)量由于橡皮筋做功而使小車獲得的速度得的速度v 3、數(shù)據(jù)處理，尋找、數(shù)據(jù)處理，尋找W與與v的關(guān)系的關(guān)系探究的技巧探究的技巧1、測(cè)量橡皮筋對(duì)小車做的功、測(cè)量橡皮筋對(duì)小車做的功W 問題問題a：橡皮筋對(duì)小車做的功如何測(cè)量？：橡皮筋對(duì)小車做的功如何測(cè)量？ F為變力，做的功很難測(cè)量。為變力，做的功很難測(cè)量。 問題問題b：探究過程中，我們是否需要測(cè)出橡皮筋：探究過程中，我們是否需要測(cè)出橡皮筋 做功的具體數(shù)值？做功的具體數(shù)值？ 措施：措施： 設(shè)法讓橡皮筋每次對(duì)小車做的功分別為設(shè)法讓橡皮筋每次對(duì)小車做的功分別為 W、2W、3W 問題問題c：每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋

3、拉伸的長(zhǎng)度有什么要：每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度有什么要 求求？ 不需要不需要相同相同探究的技巧探究的技巧 小車在木板上運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)受到阻力，可以小車在木板上運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)受到阻力，可以采用什么方法進(jìn)行補(bǔ)償？采用什么方法進(jìn)行補(bǔ)償？ 使木板稍微傾斜，用重力的分力（下滑使木板稍微傾斜，用重力的分力（下滑力）來平衡小車運(yùn)動(dòng)過程中受到的阻力。力）來平衡小車運(yùn)動(dòng)過程中受到的阻力。 2、測(cè)量由于橡皮筋做功而使小車獲得的速度、測(cè)量由于橡皮筋做功而使小車獲得的速度v 問題問題：如何測(cè)量小車的速度？：如何測(cè)量小車的速度？ 利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶 問題問題：紙帶上打出的點(diǎn)并不都是均勻的，：紙帶上打出

4、的點(diǎn)并不都是均勻的， 應(yīng)該采用那些點(diǎn)來計(jì)算小車的速度？應(yīng)該采用那些點(diǎn)來計(jì)算小車的速度？ 為什么？為什么？ 取點(diǎn)跡清晰且間距均勻的部分取點(diǎn)跡清晰且間距均勻的部分 例例: 為研究功與物體速度變化的關(guān)系，在某次為研究功與物體速度變化的關(guān)系，在某次實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)得到了如圖所示的一條紙帶實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)得到了如圖所示的一條紙帶,（1）應(yīng)選哪些點(diǎn)間距進(jìn)行測(cè)量？）應(yīng)選哪些點(diǎn)間距進(jìn)行測(cè)量？（2）怎樣根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行確定小車的速度？）怎樣根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行確定小車的速度？ . . . . . . . . A B C D E F G （1）選用）選用DE段段 （2）V=LDE / tDE 3、數(shù)據(jù)處理，尋找、數(shù)據(jù)處理

5、，尋找W與與v的關(guān)系的關(guān)系 問題問題：如何找到功與速度的關(guān)系？：如何找到功與速度的關(guān)系？ 方法一：計(jì)算法方法一：計(jì)算法 方法二：圖像法方法二：圖像法 比較麻煩比較麻煩簡(jiǎn)便直觀，可以減少偶然簡(jiǎn)便直觀，可以減少偶然誤差誤差畫畫Wv圖像圖像畫畫Wv2圖像圖像結(jié)結(jié) 論論彈簧彈力對(duì)小車做的功與速度的平方成正比彈簧彈力對(duì)小車做的功與速度的平方成正比注：這里的彈力就是物體受到的合外力注：這里的彈力就是物體受到的合外力 因?yàn)樾≤噺撵o止開始運(yùn)動(dòng)，初速度為零，因?yàn)樾≤噺撵o止開始運(yùn)動(dòng)，初速度為零，末速度就是小車速度的變化。末速度就是小車速度的變化。拓展：如果小車的初速度不為零，功與速度之拓展：如果小車的初速度不為零

6、，功與速度之 間應(yīng)該有什么樣的關(guān)系？間應(yīng)該有什么樣的關(guān)系？參考實(shí)驗(yàn)步驟參考實(shí)驗(yàn)步驟1、按圖裝好實(shí)驗(yàn)器材，把木板稍微傾斜，平衡、按圖裝好實(shí)驗(yàn)器材，把木板稍微傾斜，平衡 阻力阻力2、先用一條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，把橡皮筋拉長(zhǎng)到一定的位、先用一條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，把橡皮筋拉長(zhǎng)到一定的位 置，理好紙帶，接通電源，釋放小車。置，理好紙帶，接通電源，釋放小車。3、換用紙帶，改用、換用紙帶，改用2條、條、3條條同樣的橡皮筋進(jìn)行實(shí)同樣的橡皮筋進(jìn)行實(shí) 驗(yàn)，保持每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉長(zhǎng)的長(zhǎng)度相同。驗(yàn)，保持每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉長(zhǎng)的長(zhǎng)度相同。4、由紙帶算出小車獲得的速度，把小車第一次獲得的、由紙帶算出小車獲得的速度，把小車第一次獲得的

7、 功計(jì)為功計(jì)為W W，第，第2 2次，第次，第3 3次次計(jì)為計(jì)為2W2W，3W 3W 5、對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行估算，大致判斷兩個(gè)量可能的關(guān)、對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行估算，大致判斷兩個(gè)量可能的關(guān) 系，然后以系，然后以W W為縱坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，v v，v v2 2（或其它）為橫坐標(biāo)（或其它）為橫坐標(biāo) 作圖。作圖。課堂練習(xí)課堂練習(xí)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、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、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、探究力對(duì)物體做功與物體加速度變化、探究力對(duì)物體做功與物體加速度變化 的關(guān)的關(guān) 系系D

8、、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D2、對(duì)橡皮筋做的功來說，直接測(cè)量是有困難的，我們可以巧、對(duì)橡皮筋做的功來說，直接測(cè)量是有困難的，我們可以巧妙地避開這個(gè)難題而不影響問題的解決，只需要測(cè)出每次妙地避開這個(gè)難題而不影響問題的解決，只需要測(cè)出每次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功是第一次的多少倍，使用的方實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功是第一次的多少倍，使用的方法是法是 ( )A、用同樣的力對(duì)小車做功，讓小車通過的距離依次是、用同樣的力對(duì)小車做功，讓小車通過的距離依次是s、2s、3s進(jìn)行第進(jìn)行第1次、第次、第2次、第次、第3次次實(shí)驗(yàn)時(shí)，力對(duì)物體實(shí)驗(yàn)時(shí)，力對(duì)物體做的功就是做的

9、功就是W、2W、3W B、讓小車通過相同的距離，第、讓小車通過相同的距離，第1次力為次力為F、第、第2次力為次力為2F、第、第3次力為次力為3F實(shí)驗(yàn)時(shí)，力對(duì)小車做的功就是實(shí)驗(yàn)時(shí)，力對(duì)小車做的功就是W、2W、3W 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)度保、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)用持一致，當(dāng)用1條、條、2條、條、3條條同樣的橡皮筋進(jìn)行第同樣的橡皮筋進(jìn)行第1次、次、第第2次、第次、第3次次實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對(duì)物體做的功就是實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對(duì)物體做的功就是W、2W、3W D、利用彈簧秤測(cè)量對(duì)小車的拉力、利用彈簧秤測(cè)量對(duì)小車的拉力F，利用直尺測(cè)量小車在力，利用直

10、尺測(cè)量小車在力作用下移動(dòng)的距離作用下移動(dòng)的距離s，便可以求出每次實(shí)驗(yàn)中力對(duì)小車做的，便可以求出每次實(shí)驗(yàn)中力對(duì)小車做的功，可控制為功，可控制為W、2W、3W C3、在本實(shí)驗(yàn)中，小車在運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力作用，這樣，、在本實(shí)驗(yàn)中，小車在運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力作用，這樣，在小車沿木板滑行的過程中，除橡皮筋對(duì)其做功以外，在小車沿木板滑行的過程中，除橡皮筋對(duì)其做功以外，還有阻力做功，這樣便會(huì)給實(shí)驗(yàn)帶來誤差，我們?cè)趯?shí)還有阻力做功，這樣便會(huì)給實(shí)驗(yàn)帶來誤差，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)于木板的傾斜程度，下面說法正確的是斜程度，下面說法正確的是 ( )A、木板

11、只要稍微傾斜一些即可，沒有什么嚴(yán)格的要求、木板只要稍微傾斜一些即可，沒有什么嚴(yán)格的要求B、木板的傾斜程度在理論上應(yīng)滿足下列條件：即重力、木板的傾斜程度在理論上應(yīng)滿足下列條件：即重力 使物體沿斜面下滑的分力應(yīng)等于小車受到的阻力使物體沿斜面下滑的分力應(yīng)等于小車受到的阻力C、如果小車不受拉力時(shí)在滑行的木板上能做勻速運(yùn)、如果小車不受拉力時(shí)在滑行的木板上能做勻速運(yùn) 動(dòng)，這木板的傾斜程度是符合要求的動(dòng)，這木板的傾斜程度是符合要求的D、其實(shí)木板不傾斜，問題也不大，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)總是存在、其實(shí)木板不傾斜，問題也不大，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)總是存在 誤差的誤差的BC 4、 有一只小老鼠離開洞穴沿直線前進(jìn)，它有一只小老鼠離開洞穴沿直線前進(jìn)，它的速度與到洞穴的距離成反比，當(dāng)它行進(jìn)的速度與到洞穴的距離成反比，當(dāng)它行進(jìn)到離洞穴距離為到離洞穴距離為d d1 1的甲處時(shí)速度為的甲處時(shí)速度為v v1 1，試求：，試求：（1 1）老鼠行進(jìn)到離洞穴距離為）老鼠行進(jìn)到離洞穴距離為d d2 2的乙處時(shí)速的乙處時(shí)速度度v v2 2多大？多大？（2 2）從甲處到乙處要用去多少時(shí)間？）從甲處到乙處要用去多少時(shí)間？ 體會(huì)圖象法在物理解題中的應(yīng)用體會(huì)圖象法在物理解題中的應(yīng)用 解析：（解析：（1）由老鼠的速度與到洞穴的距離成反）由老鼠的速度與到洞穴的距離成反比，得比，得v2 d2 = v1d1 所以老鼠行進(jìn)到離洞穴距離為所以老鼠行進(jìn)到離洞穴距離為d