人教版高中物理必修二課件：實驗探究功與速度變化的關(guān)系

7.6：實驗：探究功與速度變化的關(guān)系第一頁，共25頁。7.6：實驗：第一頁，共25頁。1.學會探究功及物體速度變化關(guān)系的實驗設(shè)計思路。2.能進行實驗操作，來采集實驗的數(shù)據(jù)。3.掌握利用物理圖象探究功及物體速度變化的具體關(guān)系。

教學目標第二頁，共25頁。1.學會探究功及物體速度變化關(guān)系的實驗設(shè)計思路。2.能進行2彈性勢能重力勢能動能重力做功彈力做功外力做功速度？WG＝EP1－EP2WF＝EP1－EP2合學探究第三頁，共25頁。彈性勢能重力勢能動能重力做功彈力做功外力做功速度？WG＝EP3

物體的動能及它的速度是密切相關(guān)速度的變化又和它的受力有關(guān)因此，我們首先來探究：

力對物體做功及物體速度變化的關(guān)系第四頁，共25頁。物體的動能及它的速度是密切相關(guān)第四頁，共25頁。41.研究對象是什么？

某一個物體2.需要知道哪些物理量？

力對物體做的功W

物體的速度v3.怎樣得到它們之間的關(guān)系？

分別以它們?yōu)榭v坐標和橫坐標畫圖象通過圖象看出它們之間的關(guān)系一、實驗目的二、探究的思路探究力對物體做的功與速度變化的關(guān)系第五頁，共25頁。1.研究對象是什么？一、實驗目的二、探究的思路探究力對物體51.用什么實驗器材測量速度？怎么測？2.測量功需要測什么物理量，用什么實驗器材測量，怎么測？1.測速度：打點計時器或光電門等.2.測量功：用相同橡皮筋的拉力做功或利用重力做功等.第六頁，共25頁。1.用什么實驗器材測量速度？怎么測？1.測速度：打點計時器6解決方案第一次用一條橡皮筋拉小車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，且使每條橡皮筋的伸長都和第一次的伸長量一樣做功W做功2W依次類推，并聯(lián)三條、四條……橡皮筋，且拉伸的長度都一樣，做的功為3W、4W……第七頁，共25頁。解決方案第一次用一條橡皮筋拉小車第二次用兩條完全相同的橡皮筋鉤碼小車細繩紙帶打點計時器一端附有定滑輪的長木板方案一三、探究方案第八頁，共25頁。鉤碼小車細繩紙帶打點計時器一端附有定滑輪的長木板方案一三、探8GfFNFF2F1平衡摩擦力把木板的一端墊高，使重力沿斜面向下的分力與摩擦力平衡當小車的質(zhì)量比鉤碼的質(zhì)量大很多(M>>m)時，小車所受繩子的牽引力

F近似地等于鉤碼的重力G。

這時，小車所受合力就等于繩子的牽引力F第九頁，共25頁。GfFNFF2F1平衡摩擦力把木板的一端墊高，使重力沿91.本方案是怎樣提供拉力的？

研究對象是小車，由鉤碼提供拉力。2.怎樣計算功和速度？

用刻度尺測量紙帶得出運動距離l，讀出鉤碼的重力G，則有W=Gl。速度可由紙帶上的點計算出。3.如何得到多組數(shù)據(jù)？

改變拉力或改變距離可得到不同的多組數(shù)據(jù)。方案一的原理：第十頁，共25頁。1.本方案是怎樣提供拉力的？方案一的原理：第十頁，共2510橡皮筋小車打點計時器紙帶木板鐵釘方案二第十一頁，共25頁。橡皮筋小車打點計時器紙帶木板鐵釘方案二第十一頁，共211小車在木板上運動的過程中，哪一階段橡皮筋對小車做功？橡皮筋對小車拉力做的功能否直接測量？橡皮筋的彈力是變力，且彈力與伸長量的關(guān)系也不嚴格遵守胡克定律，不容易計算。橡皮筋被拉伸直到恢復原長的過程中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。第十二頁，共25頁。小車在木板上運動的過程中，哪一階段橡皮筋對小車做功？橡皮筋對12第一次用一條橡皮筋拉小車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，且使每條橡皮筋的伸長都和第一次的伸長量一樣做功W做功2W依次類推，并聯(lián)三條、四條……橡皮筋，且拉伸的長度都一樣，做的功為3W、4W……第十三頁，共25頁。第一次用一條橡皮筋拉小車第二次用兩條完全相同的橡皮筋并聯(lián)起來13小車在木板上做什么性質(zhì)的運動？我們要取的速度是哪個階段的速度？這個速度該如何測量？???CBA先加速后勻速橡皮筋恢復原長時的速度，就是勻速階段的速度第十四頁，共25頁。小車在木板上做什么性質(zhì)的運動？我們要取的速度是哪個階段的速度141、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。將平板安裝有打點計時器的一端適當墊高，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為止。2、將橡皮筋固定在小車前端。拉長橡皮筋使小車位于靠近打點計時器處，記下小車位置。接通打點計時器電源，釋放小車。??CBA實驗操作第十五頁，共25頁。1、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，153、用2條、3條、4條、5條橡皮筋分別代替1條橡皮筋重做實驗，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。4、在上述實驗中打出的5條紙帶中，分別找出小車開始近似做勻速運動的點，并分別測出勻速運動時的速度v1、v2、v3、v4、v5。第十六頁，共25頁。3、用2條、3條、4條、5條橡皮筋分別代替1條橡皮16實驗次數(shù)橡皮筋做的功時間間隔t/s勻速運動時的速度v/(m/s)123454WW2W3W5W橡皮筋恢復原長時小車的速度..........

四、數(shù)據(jù)的處理用什么方法處理數(shù)據(jù)比較直觀?第十七頁，共25頁。實驗次數(shù)橡皮筋做的功時間間隔t/s勻速運動時的速度17圖象法處理數(shù)據(jù)作W-v圖若為曲線若為直線，則W與v成正比作W-v2

圖若為曲線若為直線，則W與v2

成正比…………作W-v3

圖……第十八頁，共25頁。圖象法處理數(shù)據(jù)作W-v圖若為曲線若為直線，則W與v18實驗次數(shù)橡皮筋做的功勻速運動時的速度1W0.2320.0538240.0124870.48166422W0.3210.1030410.0330760.56656933W0.4170.1738890.0725120.64575544W0.4690.2199610.1031620.68483655W0.5290.2798410.1480360.72732466W0.5710.3260410.1861690.755645五、采集數(shù)據(jù)生成結(jié)論從得到的數(shù)據(jù)可看出：W

越大，v

越大第十九頁，共25頁。實驗次數(shù)橡皮筋做的功勻速運動時的速度1W0.2320.0519W-v圖象W-v2

圖象W-v3

圖象W-

圖象第二十頁，共25頁。W-v圖象W-v2圖象W-v3圖象W-20實驗結(jié)論W-v2

圖象即力對原來靜止的物體做的功與物體獲得的速度的平方成正比。第二十一頁，共25頁。實驗結(jié)論W-v2圖象即力對原來靜止的物體做的功21誤差是不可避免的，但我們可以盡量減少它。本實驗的誤差主要來自：1.橡皮筋規(guī)格不完全相同（長度，勁度系數(shù)等）2.平衡摩擦時未平衡好3.長度測量不準，速度計算不準確等六、實驗評價，誤差分析第二十二頁，共25頁。誤差是不可避免的，但我們可以盡量減少它。本實驗的誤差主要來自22減小誤差的辦法：⑴實驗前先平衡好摩擦力；⑵盡量選擇同一規(guī)格的橡皮筋；⑶選用間距均勻的幾個間隔，測量其總長度，求得速度；⑷描點時既要觀察各點的位置關(guān)系，又要考慮應有的函數(shù)關(guān)系。第二十三頁，共25頁。減小誤差的辦法：第二十三頁，共25頁。231.本節(jié)是一個探究性實驗，探究的目的是()A.探究力與物體運動速度的關(guān)系B.探究力與物體運動加速度的關(guān)系C.探究力對物體做功與物體加速度變化的關(guān)系D.探究力對物體做功與物體速度變化的關(guān)系D三、拓展提升第二十四頁，共25頁。1.本節(jié)是一個探究性實驗，探究的目的是()D三、拓展242、關(guān)于探究功與物體速度變化的關(guān)系實驗中，下列敘述正確的是（）A、每次實驗必須設(shè)法算出橡皮筋對小車做功的具體數(shù)值B、每次實驗中，橡皮筋拉伸的長度沒有必要保持一致C、放小車的長木板應該盡量使其水平D、先接通電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出D第二十五頁，共25頁。2、關(guān)于探究功與物體速度變化的關(guān)系實驗中，下列敘述正確的是（257.6：實驗：探究功與速度變化的關(guān)系第一頁，共25頁。7.6：實驗：第一頁，共25頁。1.學會探究功及物體速度變化關(guān)系的實驗設(shè)計思路。2.能進行實驗操作，來采集實驗的數(shù)據(jù)。3.掌握利用物理圖象探究功及物體速度變化的具體關(guān)系。

教學目標第二頁，共25頁。1.學會探究功及物體速度變化關(guān)系的實驗設(shè)計思路。2.能進行27彈性勢能重力勢能動能重力做功彈力做功外力做功速度？WG＝EP1－EP2WF＝EP1－EP2合學探究第三頁，共25頁。彈性勢能重力勢能動能重力做功彈力做功外力做功速度？WG＝EP28

物體的動能及它的速度是密切相關(guān)速度的變化又和它的受力有關(guān)因此，我們首先來探究：

力對物體做功及物體速度變化的關(guān)系第四頁，共25頁。物體的動能及它的速度是密切相關(guān)第四頁，共25頁。291.研究對象是什么？

某一個物體2.需要知道哪些物理量？

力對物體做的功W

物體的速度v3.怎樣得到它們之間的關(guān)系？

分別以它們?yōu)榭v坐標和橫坐標畫圖象通過圖象看出它們之間的關(guān)系一、實驗目的二、探究的思路探究力對物體做的功與速度變化的關(guān)系第五頁，共25頁。1.研究對象是什么？一、實驗目的二、探究的思路探究力對物體301.用什么實驗器材測量速度？怎么測？2.測量功需要測什么物理量，用什么實驗器材測量，怎么測？1.測速度：打點計時器或光電門等.2.測量功：用相同橡皮筋的拉力做功或利用重力做功等.第六頁，共25頁。1.用什么實驗器材測量速度？怎么測？1.測速度：打點計時器31解決方案第一次用一條橡皮筋拉小車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，且使每條橡皮筋的伸長都和第一次的伸長量一樣做功W做功2W依次類推，并聯(lián)三條、四條……橡皮筋，且拉伸的長度都一樣，做的功為3W、4W……第七頁，共25頁。解決方案第一次用一條橡皮筋拉小車第二次用兩條完全相同的橡皮筋鉤碼小車細繩紙帶打點計時器一端附有定滑輪的長木板方案一三、探究方案第八頁，共25頁。鉤碼小車細繩紙帶打點計時器一端附有定滑輪的長木板方案一三、探33GfFNFF2F1平衡摩擦力把木板的一端墊高，使重力沿斜面向下的分力與摩擦力平衡當小車的質(zhì)量比鉤碼的質(zhì)量大很多(M>>m)時，小車所受繩子的牽引力

F近似地等于鉤碼的重力G。

這時，小車所受合力就等于繩子的牽引力F第九頁，共25頁。GfFNFF2F1平衡摩擦力把木板的一端墊高，使重力沿341.本方案是怎樣提供拉力的？

研究對象是小車，由鉤碼提供拉力。2.怎樣計算功和速度？

用刻度尺測量紙帶得出運動距離l，讀出鉤碼的重力G，則有W=Gl。速度可由紙帶上的點計算出。3.如何得到多組數(shù)據(jù)？

改變拉力或改變距離可得到不同的多組數(shù)據(jù)。方案一的原理：第十頁，共25頁。1.本方案是怎樣提供拉力的？方案一的原理：第十頁，共2535橡皮筋小車打點計時器紙帶木板鐵釘方案二第十一頁，共25頁。橡皮筋小車打點計時器紙帶木板鐵釘方案二第十一頁，共236小車在木板上運動的過程中，哪一階段橡皮筋對小車做功？橡皮筋對小車拉力做的功能否直接測量？橡皮筋的彈力是變力，且彈力與伸長量的關(guān)系也不嚴格遵守胡克定律，不容易計算。橡皮筋被拉伸直到恢復原長的過程中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。第十二頁，共25頁。小車在木板上運動的過程中，哪一階段橡皮筋對小車做功？橡皮筋對37第一次用一條橡皮筋拉小車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，且使每條橡皮筋的伸長都和第一次的伸長量一樣做功W做功2W依次類推，并聯(lián)三條、四條……橡皮筋，且拉伸的長度都一樣，做的功為3W、4W……第十三頁，共25頁。第一次用一條橡皮筋拉小車第二次用兩條完全相同的橡皮筋并聯(lián)起來38小車在木板上做什么性質(zhì)的運動？我們要取的速度是哪個階段的速度？這個速度該如何測量？???CBA先加速后勻速橡皮筋恢復原長時的速度，就是勻速階段的速度第十四頁，共25頁。小車在木板上做什么性質(zhì)的運動？我們要取的速度是哪個階段的速度391、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。將平板安裝有打點計時器的一端適當墊高，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為止。2、將橡皮筋固定在小車前端。拉長橡皮筋使小車位于靠近打點計時器處，記下小車位置。接通打點計時器電源，釋放小車。??CBA實驗操作第十五頁，共25頁。1、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，403、用2條、3條、4條、5條橡皮筋分別代替1條橡皮筋重做實驗，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。4、在上述實驗中打出的5條紙帶中，分別找出小車開始近似做勻速運動的點，并分別測出勻速運動時的速度v1、v2、v3、v4、v5。第十六頁，共25頁。3、用2條、3條、4條、5條橡皮筋分別代替1條橡皮41實驗次數(shù)橡皮筋做的功時間間隔t/s勻速運動時的速度v/(m/s)123454WW2W3W5W橡皮筋恢復原長時小車的速度..........

四、數(shù)據(jù)的處理用什么方法處理數(shù)據(jù)比較直觀?第十七頁，共25頁。實驗次數(shù)橡皮筋做的功時間間隔t/s勻速運動時的速度42圖象法處理數(shù)據(jù)作W-v圖若為曲線若為直線，則W與v成正比作W-v2

圖若為曲線若為直線，則W與v2

成正比…………作W-v3

圖……第十八頁，共25頁。圖象法處理數(shù)據(jù)作W-v圖若為曲線若為直線，則W與v43實驗次數(shù)橡皮筋做的功勻速運動時的速度1W0.2320.0538240.0124870.48166422W0.3210.1030410.0330760.56656933W0.4170.1738890.0725120.64575544W0.4690.2199610.1031620.68483655W0.5290.2798410.1480360.72732466W0.5710.3260410.1861690.755645五、采集數(shù)據(jù)生成結(jié)論從得到的數(shù)據(jù)可看出：W

越大，v

越大第十九頁，共25頁。實驗次數(shù)橡皮筋做的功勻速運動時的速度1W0.2320.0544W-v圖象W-v