實驗：探究功與速度變化的關(guān)系學(xué)習(xí)教案

1、實驗實驗(shyn)：探究功與速度變化的關(guān)系：探究功與速度變化的關(guān)系第一頁，共23頁。彈性彈性(tnxng)勢能勢能重力勢能重力勢能(zhn l sh nn)動能動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WGEP1EP2第1頁/共23頁第二頁，共23頁。猜想猜想(cixi(cixing)ng) （1）物體的動能(dngnng)與哪些因素有關(guān)？ （2）如何進行(jnxng)研究？ 猜測物體的動能可能與其質(zhì)量猜測物體的動能可能與其質(zhì)量和速度有關(guān)。和速度有關(guān)。 用控制變量法，先控制質(zhì)量不變，用控制變量法，先控制質(zhì)量不變，用實驗研究物體的動能與速度的關(guān)系。用實驗研究物體的動能與速度的

2、關(guān)系。第2頁/共23頁第三頁，共23頁。 （1）物體動能的變化由做功引起。那么，實驗中如何(rh)對物體作功？又怎樣來表示功的大小呢？一、實驗一、實驗(shyn)(shyn)的設(shè)計的設(shè)計第3頁/共23頁第四頁，共23頁。思路思路(sl)(sl)引導(dǎo)引導(dǎo) 可以是恒力做功。例如用一砝碼盤牽引著小車做實驗，可以通過改變砝碼盤的質(zhì)量，用W=FS表示(biosh)功的大小。 也可以是變力做功。例如(lr)，用書上采用的通過增加每次牽引小車的橡皮筋數(shù)目的辦法來表示功的大小。第4頁/共23頁第五頁，共23頁。請你思考請你思考(sko)(sko) （2）如何測量物體(wt)的速度呢？第5頁/共23頁第六頁，共

3、23頁。思路思路(sl)(sl)引導(dǎo)引導(dǎo) 可以用打點(d din)計時器測量小車的速度。 可以用與氣墊導(dǎo)軌配套的光電門的方法(fngf)來測量小車運動的速度。第6頁/共23頁第七頁，共23頁。系實驗器材：橡皮筋、小車實驗器材：橡皮筋、小車(xioch)(xioch)、木板、打點計時器、鐵釘?shù)饶景?、打點計時器、鐵釘?shù)认鹌そ钕鹌そ钚≤囆≤?xioch)打點計時器打點計時器紙帶紙帶木板木板鐵釘鐵釘 探究的器材探究的器材第7頁/共23頁第八頁，共23頁。第8頁/共23頁第九頁，共23頁。不需要不需要(xyo)第9頁/共23頁第十頁，共23頁。第一次用一條第一次用一條(y tio)橡皮筋拉橡皮筋拉小車小

4、車第二次用兩條完全相同的橡皮第二次用兩條完全相同的橡皮筋并聯(lián)起來栓到小車上拉小車，筋并聯(lián)起來栓到小車上拉小車，且使每條橡皮筋的伸長且使每條橡皮筋的伸長(shn chn)都和第一次的伸長都和第一次的伸長(shn chn)量一樣量一樣做功做功(zugng)W做功做功2W依次類推，并聯(lián)依次類推，并聯(lián)三條三條、四條四條橡皮筋，且拉伸的橡皮筋，且拉伸的長度都一樣，做的功為長度都一樣，做的功為3W、4W第10頁/共23頁第十一頁，共23頁。問題：每次實驗中橡皮筋拉伸的長度問題：每次實驗中橡皮筋拉伸的長度(chngd)(chngd)有什么要求？有什么要求？ 相同相同(xin tn)第11頁/共23頁第十二頁

5、，共23頁。請你思考請你思考(sko)(sko) 怎樣(znyng)選擇橡皮筋比較好呢？第12頁/共23頁第十三頁，共23頁。思路思路(sl)(sl)導(dǎo)引導(dǎo)引 要選擇粗細差不多，彈性要選擇粗細差不多，彈性(tnxng)(tnxng)也也比較一致的橡皮筋為好。比較一致的橡皮筋為好。第13頁/共23頁第十四頁，共23頁。如何使拉力做的功等于合力如何使拉力做的功等于合力(hl)做的功？做的功？即如何抵消摩擦力。即如何抵消摩擦力。橡皮筋對小車橡皮筋對小車(xioch)做的功是合力做的做的功是合力做的功嗎？功嗎？把木板的把木板的一端墊高，一端墊高，使重力沿使重力沿斜面向下斜面向下的力與摩的力與摩擦力平衡

6、擦力平衡F阻阻FGF阻阻FN還有摩擦還有摩擦力做功力做功FF2F1第14頁/共23頁第十五頁，共23頁。第15頁/共23頁第十六頁，共23頁。4 4、在上述實驗中打出的、在上述實驗中打出的5 5 條紙帶中，分別找出小車開始條紙帶中，分別找出小車開始(kish(kish) )近似做勻速運動的點，并分別測出勻速運動時的速度近似做勻速運動的點，并分別測出勻速運動時的速度v1 v1 、v2 v2 、v3 v3 、v4 v4 、v5 v5 。3 3、用、用2 2 條、條、3 3 條、條、4 4 條、條、5 5 條橡皮筋分別條橡皮筋分別(fnbi)(fnbi)代替代替1 1 條橡皮條橡皮筋重做實驗，保證每

7、次釋放小車的位置相同，即橡皮筋被筋重做實驗，保證每次釋放小車的位置相同，即橡皮筋被拉長的長度相同。拉長的長度相同。1 1、將打點計時器固定在一塊平板上，讓紙帶的一端、將打點計時器固定在一塊平板上，讓紙帶的一端夾在小車后端，另一端穿過打點計時器。將平板安裝夾在小車后端，另一端穿過打點計時器。將平板安裝有打點計時器的一端適當(dāng)墊高，調(diào)整高度，直至輕推有打點計時器的一端適當(dāng)墊高，調(diào)整高度，直至輕推小車后使小車恰能在板上做勻速直線運動小車后使小車恰能在板上做勻速直線運動(yndng)(yndng)為為止。止。2 2、將橡皮筋固定在小車前端。拉長橡皮筋使小車位于、將橡皮筋固定在小車前端。拉長橡皮筋使小車位

8、于靠近打點計時器靠近打點計時器處，處，記下小車位置記下小車位置。接通打點計時器電接通打點計時器電源源，釋放小車釋放小車。? ? ?C B A第16頁/共23頁第十七頁，共23頁。實驗實驗次數(shù)次數(shù)橡皮筋橡皮筋做的功做的功位移位移l /m時間間隔時間間隔t /s勻速運動時的速度勻速運動時的速度v /(m/s)123454WW2W3W5W. . . . . . . . . . 彈力彈力(tnl)做功剛做功剛完畢時小車的速完畢時小車的速度度用什么方用什么方法處理數(shù)法處理數(shù)據(jù)據(jù)(shj)比較直觀比較直觀?第17頁/共23頁第十八頁，共23頁。做做W- -v圖圖若為曲線若為曲線(qxin)若為直線若為直線

9、(zhxin)，則，則W與與v成正比成正比做做W- -v2圖圖若為曲線若為曲線若為直線，則若為直線，則W與與v2成正比成正比做做W- -v3圖圖為什么不為什么不做做 W- - 圖圖?1v第18頁/共23頁第十九頁，共23頁。Wv /(m/s)1234560.80 1.10 1.281.53 1.761.89W- -v圖圖00為什么圖象為什么圖象(t xin(t xin) )會通過原點會通過原點? ?第19頁/共23頁第二十頁，共23頁。W- -v2圖圖Wv2/(m2s -2)0010.64 21.2131.6442.3453.1063.57表明表明(biomng)W與與 v2 成正比成正比第20頁/共23頁第二十一頁，共23頁。1、橡皮筋的選擇、橡皮筋的選擇選擇粗細差不多，彈性也比較一致選擇粗細差不多，彈性也比較一致(yzh)的橡皮筋的橡皮筋2、平衡摩擦力、平衡摩擦力 木板的一端墊高木板的一端墊高3、橡皮筋的條數(shù)、橡皮筋的條數(shù)一般小于一般小于5條條4、實驗裝置的選取、實驗裝置的選取第21頁/共23頁第二十二頁，共23頁。1、為了、為了(wi le)減少誤差，應(yīng)使小車總質(zhì)量在減少誤