高一物理必修二7.6实验：探究功与速度变化的关系ppt课件.ppt

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1、7.6 探究功与物体速度变化的关系,高一物理 明龙,第七章 机械能守恒定律,1.理解探究性实验中的探究思路、操作技巧和数据处理。2.会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。3.利用物理图象探究功与物体速度变化的关系。,导入明标,知识回顾,重力做功,重力势能,弹力做功WF,外力做功W,弹性势能,速度,？,WG = mg(h1-h2)=Ep1 - Ep2,= -Ep,W,?,一.探究功与物体速度变化的关系,对物体做的功越多,物体的速度变化就越大.,定性:在物体质量一定的前提下:,实验目的,1.通过实验探究力对物体做的功与物体速度变化的关系,2.体会探究的过程和所用的方法,探究思路,1.测量对小

2、车做的功W2.测量小车获得的速度v3.数据处理,寻找W与v的关系,FTmg的条件?,方案一:,F合FT的条件？,平衡摩擦,记录数据?,M车m物,W=Fl. v用计时器测,1.橡皮筋做的功,如何改变橡皮筋做的功？,方案二:,问题:橡皮筋做功是恒力做功还是变力做功？,要保证橡皮筋做功为整数倍需要选择什么样的橡皮筋?才能减少误差?,改变橡皮筋条数后为什么要把小车拉到相同的位置释放?不这样会出现什么结果?,橡皮筋的长度、粗细应相同,每条橡皮筋每次做功相等,实验器材:木板、小车、橡皮筋(若干）、砝码（应该使小车的质量大些）打点计时器、电源、纸带、钉子,2探究过程中,我们是否需要测出橡皮筋做功的具体数值?

3、,橡皮筋弹力做功不容易计算,然而改用橡皮筋的条数,保持小车相同的运动距离,则弹力的功与橡皮筋条数成正比.即橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W,3.应该采用那些点距来计算小车的速度？,小车运动情况:,变加速直线运动(a越来越小的加速运动),匀速运动,减速运动,如图:,应求小车匀速阶段的速度.即:弹力做功刚完毕时,利用倍数关系巧妙测变力做的功是本实验的精妙之处,思考一: 1.还有其他力对小车做功吗?为了使橡皮筋对小车做的功即为合力功,怎么办?,平衡摩擦,mgsinmgcos. tan,轻推小车小车能匀速运动,应该选后段点间距均匀的点,思考二:平衡摩擦力后打出点迹是怎样的？我们应该选取纸袋上的哪

4、部分点计算小车获得的速度？,方法:判断运动,思考三:若未平衡摩擦力,请定性画出所得纸带是怎样的？,数据处理,WV2,即功与物体的速度的平方成正比.,做出Wv的图象,如果不是直线.,做出Wv2的图象,如果是一条直线,实验结论：,4.在上述实验中打出的5 条纸带中,分别找出小车开始近似做匀速运动的点,并分别测出匀速运动时的速度v1 、v2 、v3 、v4 、v5 .,3.用2 条、3 条、4 条、5 条橡皮筋分别代替1 条橡皮筋重做实验,保证每次释放小车的位置相同,即橡皮筋被拉长的长度相同.,1.将打点计时器固定在一块平板上,让纸带的一端夹在小车后端,另一端穿过打点计时器.将平板安装有打点计时器的

5、一端适当垫高,调整高度,直至轻推小车后使小车恰能在板上做匀速直线运动为止.,2.将橡皮筋固定在小车前端.拉长橡皮筋使小车位于靠近打点计时器处,记下小车位置.接通打点计时器电源,释放小车.,二.实验过程,C B A,在探究功与物体速度变化关系时得到w-v的一组数据如下:,请同学们帮该同学分析W与V间关系,三.数据处理功与速度的关系,得到的数据应怎么处理?,结论:过原点的直线,说明,实验目标 ： 探究功与速度变化的关系实验器材 ：长木板、橡皮筋(若干)、小车、打点计时器、橡皮筋、电源、导线、刻度尺、木板、砝码（应该使小车的质量大些） 注意事项： 1橡皮筋的选择 2平衡摩擦力 3误差分析 4橡皮筋的

6、条数 5实验装置的选取,实验小结,【例1】在用如图所示装置做“探究功与速度变化的关系”的实验时,下列说法正确的是( ) A.通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值B.通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值C.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度D.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度,A C,课堂练习,2.对橡皮筋做功,直接测量是困难的,可以巧妙避开这个难题而不影响问题的解决,只需要测出每次实验时橡皮筋对小车做的功是第一次的多少倍,使用的方法是A.用同样的力对小车做功,让小车通过的距离依次是s、2s、3s进行第1次、第2次、第3次实验时,力对物体做的

7、功就是W、2W、3W B.让小车通过相同的距离,第1次力为F、第2次2F、第3次3F实验时,力对小车做的功就是W、2W、3W C.选相同橡皮筋,实验中每次橡皮筋拉伸长度相同,用1条、2条、3条同样的橡皮筋进行第1次、第2次、第3次实验时,橡皮筋对物体做的功就是W、2W、3W D.用弹簧秤测量对小车的拉力F, 用直尺测量小车移动s,便可以求出每次F对小车做的功,可控制为W、2W、3W ,C,3.在本实验中,小车在运动中会受到阻力作用,这样,在小车沿木板滑行的过程中,除橡皮筋对其做功以外,还有阻力做功,这样便会给实验带来误差,我们在实验中想到的办法是,使木板略微倾斜,对于木板的倾斜程度,下面说法正

8、确的是A.木板只要稍微倾斜一些即可,没有什么严格的要求B.木板的倾斜程度在理论上应满足下列条件:即重力使物体沿斜面下滑的分力应等于小车受到的阻力C.如果小车不受拉力时在滑行的木板上能做匀速运动,这木板的倾斜程度是符合要求的D.其实木板不倾斜,问题也不大,因为实验总是存在误差的,BC,4.某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态。若你是小组中的一位成员, 要完成该项实验, 则: （1）你认为还需要的实验器材有

9、（2）实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是 ，实验时首先要做的步骤是 ,天平，刻度尺,沙和沙桶的 总质量远小于滑块的质量，,平衡摩擦力,5.某实验小组采用如图所示的装置探究“动能定理”，图中小车中可放置砝码，实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点针时器工作频率为50 Hz实验的部分步骤如下：在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；将小车停在打点计时器附近， , ，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点， ；改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复的操作,接通电源,释放小车,断开开关,图1是钩码质量为0.03 kg，砝码质量为0.02 kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点O及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到O的距离,S及对应时刻小车的瞬时速度v，请将C点的测量结果填在表1中的相应位置在上车的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统， 做正功， 做负功,5.06,0.49,钩砝的重力,小车受摩擦阻力,实验小组根据实验数据绘出了图2中的图线（其中v2v2v02），根据图线可获得的结论是 ,小车初末速度的平方差与位移成正比,