教育专题：6__实验：探究功与速度变化的关系.ppt

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1、蓝田县洩湖中学2014、6、116 实验：探究功与速度变化的关系1.1.领会探究功与物体速度变化的关系的实验设计思路。领会探究功与物体速度变化的关系的实验设计思路。2.2.能进行实验操作，会采集实验数据。能进行实验操作，会采集实验数据。3.3.理解实验数据时寻找理解实验数据时寻找W W与与v v的关系的方法。的关系的方法。情景引入情景引入是什么改变是什么改变箭箭运动速度？运动速度？力对物体做功可以改变物体运动速度力对物体做功可以改变物体运动速度情景引入弹性势能弹性势能重力势能重力势能某种能某种能重力做功重力做功弹力做功弹力做功外力做功外力做功速度速度W WG GE EP1P1E EP2P2W

2、WF FE EP1P1E EP2P2一、探究目的一、探究目的 探究探究合力做功合力做功与与速度变化速度变化的关系，初速度为零，的关系，初速度为零，实验实验转化为转化为探究合力做功与末速度的关系。探究合力做功与末速度的关系。1.1.用什么实验器材测量速度？怎么测？用什么实验器材测量速度？怎么测？2.2.测量功需要测什么物理量，用什么实验器材测量，测量功需要测什么物理量，用什么实验器材测量，怎么测？怎么测？引导：引导：实验：探究功与速度变化的关系测速度：打点计时器或者光电门测速度：打点计时器或者光电门.测量功：测量功：可以考虑用可以考虑用恒力恒力做功，也可以用做功，也可以用变力变力做功。若做功。若

3、用恒力做功，例如用用恒力做功，例如用一砝码盘牵引着小车一砝码盘牵引着小车做实验，则可做实验，则可以通过以通过改变砝码盘的质量改变砝码盘的质量及及下落的高度下落的高度来改变每次做功来改变每次做功的大小。若用的大小。若用变力变力做功，可以采用容易获取的做功，可以采用容易获取的橡皮筋橡皮筋作作为器材之一为器材之一。.橡皮筋橡皮筋小车小车打点计时器打点计时器纸带纸带木板木板铁钉铁钉实验：探究功与速度变化的关系实验器材：橡皮筋、小车、木板、打点计时器、铁钉实验器材：橡皮筋、小车、木板、打点计时器、铁钉等等二、探究方案二、探究方案方案一：方案一：探究橡皮筋对小车做功与小车速度的关系探究橡皮筋对小车做功与小

4、车速度的关系小车在木板上运动的过程中，哪一阶段橡皮筋对小车小车在木板上运动的过程中，哪一阶段橡皮筋对小车做功？做功？橡皮筋对小车拉橡皮筋对小车拉力做的功能否直力做的功能否直接测量？接测量？橡皮筋的弹力是变力，且弹力橡皮筋的弹力是变力，且弹力与伸长量的关系也不严格遵守与伸长量的关系也不严格遵守胡克定律胡克定律，不容易计算。，不容易计算。?C B A橡皮筋被拉伸直橡皮筋被拉伸直到恢复原长的过到恢复原长的过程中程中怎样设计实怎样设计实验才能解决验才能解决这一问题这一问题?可以通过改变橡皮筋伸长量的可以通过改变橡皮筋伸长量的条数来改变做功的大小，而不条数来改变做功的大小，而不用改变橡皮筋的伸长量来改变

5、用改变橡皮筋的伸长量来改变（1）橡皮筋橡皮筋对小小车做的功如何做的功如何测量？量？第一次用第一次用一条一条橡皮筋拉小车橡皮筋拉小车第二次用第二次用两条两条完全相同的橡完全相同的橡皮筋并联起来栓到小车上拉皮筋并联起来栓到小车上拉小车，且使每条橡皮筋的伸小车，且使每条橡皮筋的伸长都长都和第一次的伸长量一样和第一次的伸长量一样做功做功W做功做功2W依次类推，并联依次类推，并联三条三条、四条四条橡皮筋，且拉伸的橡皮筋，且拉伸的长度都一样，做的功为长度都一样，做的功为3W、4W每次做功都可每次做功都可以用以用W W的倍数来表达。这种处理方法叫的倍数来表达。这种处理方法叫倍增法倍增法。（1）橡皮筋橡皮筋对

6、小小车做的功如何做的功如何测量？量？如何使拉力做的功等于合力做的功？即如何抵消摩擦力。如何使拉力做的功等于合力做的功？即如何抵消摩擦力。橡皮筋对小车做的功是合力做的功吗？橡皮筋对小车做的功是合力做的功吗？把木板的一把木板的一端垫高，使端垫高，使重力沿斜面重力沿斜面向下的力与向下的力与摩擦力平衡摩擦力平衡F阻阻FGF阻阻FN还有摩擦还有摩擦力做功力做功FF2F1（1）橡皮筋橡皮筋对小小车做的功如何做的功如何测量？量？方案一的改进：方案一的改进：使用气垫导轨使用气垫导轨实验：探究功与速度变化的关系小小车在平衡摩擦力后做什么性在平衡摩擦力后做什么性质的运的运动？先加速运动，再匀速运动先加速运动，再匀

7、速运动纸带上的点，上的点，间距并不都是均匀的，距并不都是均匀的，应该采用什么采用什么样的点来的点来计算小算小车速度，速度，为什么什么？（2）应如何来如何来测量物体的速度呢？量物体的速度呢？取点迹清晰，取点迹清晰，间距距较大且点距相等的一段，求大且点距相等的一段，求出出点距相等一段的点距相等一段的平均速度平均速度，即，即为小小车匀速运匀速运动的的速度，即速度，即弹力做功力做功结束（束（橡皮筋恢复原长）橡皮筋恢复原长）时，小小车获得的速度。得的速度。应该选中中间清晰均匀的点清晰均匀的点（2）应如何来如何来测量物体的速度呢？量物体的速度呢？4 4、在上述实验中打出的、在上述实验中打出的5 5 条纸带

8、中，分别找出小车开始条纸带中，分别找出小车开始近似做匀近似做匀速运动的点速运动的点，并分别测出匀速运动时的速度，并分别测出匀速运动时的速度v v1 1、v v2 2、v v3 3、v v4 4、v v5 5。3 3、用、用2 2 条、条、3 3 条、条、4 4 条、条、5 5 条橡皮筋分别代替条橡皮筋分别代替1 1 条橡皮筋重做实验，条橡皮筋重做实验，保证保证每次释放小车的位置相同每次释放小车的位置相同，即橡皮筋被拉长的长度相同。，即橡皮筋被拉长的长度相同。1 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、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

9、。将平板安端，另一端穿过打点计时器。将平板安装有打点计时器的一端适装有打点计时器的一端适当垫高当垫高，调整高度，直至轻推小车后使小车，调整高度，直至轻推小车后使小车恰能恰能在板上在板上做匀速直做匀速直线运动线运动为止。为止。2 2、将橡皮筋固定在小车前端。拉长橡皮筋使小车位于、将橡皮筋固定在小车前端。拉长橡皮筋使小车位于靠近靠近打点计时器打点计时器处，处，记下小车位置记下小车位置。接通打点计时器电源接通打点计时器电源，释放小车释放小车。?C B A实验：探究功与速度变化的关系三、采集数据三、采集数据 生成结论生成结论实验：探究功与速度变化的关系从得到的数据可看出从得到的数据可看出：W越大越大,

10、v越大越大猜一猜猜一猜:WW与与v v可能有何关系？可能有何关系？实验：探究功与速度变化的关系实验结论实验结论：即即力力对对原来静止的物体做的功与物体原来静止的物体做的功与物体获获得得的速度的平方成正比。的速度的平方成正比。实验：探究功与速度变化的关系1 1、橡皮筋的、橡皮筋的、橡皮筋的、橡皮筋的长长度、粗度、粗度、粗度、粗细细不一，使橡皮筋不一，使橡皮筋不一，使橡皮筋不一，使橡皮筋对对小小小小车车的拉力与橡皮筋的条数不成正比。的拉力与橡皮筋的条数不成正比。的拉力与橡皮筋的条数不成正比。的拉力与橡皮筋的条数不成正比。2、平衡摩擦力不适当、平衡摩擦力不适当实验：探究功与速度变化的关系误误差分析：

11、差分析：1.1.本节是一个探究性实验，探究的目的是本节是一个探究性实验，探究的目的是()()A.A.探究力与物体运动速度的关系探究力与物体运动速度的关系B.B.探究力与物体运动加速度的关系探究力与物体运动加速度的关系C.C.探究力对物体做功与物体加速度变化的关系探究力对物体做功与物体加速度变化的关系D.D.探究力对物体做功与物体速度变化的关系探究力对物体做功与物体速度变化的关系D D2.2.对橡皮筋做的功来说，直接测量是有困难的，我们可以巧妙对橡皮筋做的功来说，直接测量是有困难的，我们可以巧妙地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地避开这个难题而不影响问题的解决，只需要测出每次

12、实验时橡皮筋对小车做的功是第一次的多少倍，使用的方法是橡皮筋对小车做的功是第一次的多少倍，使用的方法是()A.A.用同样的力对小车做功，让小车通过的距离依次是用同样的力对小车做功，让小车通过的距离依次是s s、2s2s、3s3s进行第进行第1 1次、第次、第2 2次、第次、第3 3次次实验时，力对物体做的实验时，力对物体做的功就是功就是W W、2W2W、3W 3W B.B.让小车通过相同的距离，第让小车通过相同的距离，第1 1次力为次力为F F、第、第2 2次力为次力为2F2F、第、第3 3次次力为力为3F3F实验时，力对小车做的功就是实验时，力对小车做的功就是W W、2W2W、3W 3W C

13、.C.选用相同的橡皮筋，在实验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一选用相同的橡皮筋，在实验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一致，当用致，当用1 1条、条、2 2条、条、3 3条条同样的橡皮筋进行第同样的橡皮筋进行第1 1次、第次、第2 2次、次、第第3 3次次实验时，橡皮筋对物体做的功就是实验时，橡皮筋对物体做的功就是W W、2W2W、3W 3W D.D.利用弹簧秤测量对小车的拉力利用弹簧秤测量对小车的拉力F F，利用直尺测量小车在力的，利用直尺测量小车在力的作用下移动的距离作用下移动的距离s s，便可以求出每次实验中力对小车做的功，便可以求出每次实验中力对小车做的功，可控制为可控制为W W、2W2W、3W

14、 3W C C3.3.（双）在本实验中，小车在运动中会受到阻力作用，这（双）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，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，想到的办法是，使木板略微倾斜，对于木板的倾斜程度，下面说法正确的是下面说法正确的是()()A.A.木板只要稍微倾斜一些即可，没有什么严格的要求木板只要稍微倾斜一些即可，没有什么严格的要求B.B.木板的倾斜程度在理论上应满足下列条

15、件：即重力沿斜木板的倾斜程度在理论上应满足下列条件：即重力沿斜面下滑的分力应等于小车受到的阻力面下滑的分力应等于小车受到的阻力C.C.如果小车不受拉力时在滑行的木板上能做匀速运动，这如果小车不受拉力时在滑行的木板上能做匀速运动，这时木板的倾斜程度是符合要求的时木板的倾斜程度是符合要求的D.D.其实木板不倾斜，问题也不大，因为实验总是存在误差其实木板不倾斜，问题也不大，因为实验总是存在误差的的BCBC4.4.在做实验时，小车会因为受摩擦力而影响实验，我们可在做实验时，小车会因为受摩擦力而影响实验，我们可以使木板倾斜作为补偿。则下面操作正确的是（以使木板倾斜作为补偿。则下面操作正确的是（）A.A.

16、使拖着纸带的小车由静止释放，小车不下滑即可使拖着纸带的小车由静止释放，小车不下滑即可B.B.使拖着纸带的小车由静止释放，小车能下滑即可使拖着纸带的小车由静止释放，小车能下滑即可C.C.沿木板向下推拖着纸带的小车，放手后打点计时器在纸沿木板向下推拖着纸带的小车，放手后打点计时器在纸带上打下的点间距均匀即可带上打下的点间距均匀即可D.D.以上说法都不对以上说法都不对C C5、（双）、（双）在实验中，为保证实验顺利完成，下列说法正在实验中，为保证实验顺利完成，下列说法正确的是确的是 （）A.为减小实验误差，为减小实验误差，长木板应水平放置长木板应水平放置B.通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加数倍增加C.小车在橡皮筋拉作用下做匀加速直线运动，当橡皮筋拉小车在橡皮筋拉作用下做匀加速直线运动，当橡皮筋拉恢复原长后小车做匀速运动恢复原长后小车做匀速运动D.应选择纸带上点距均匀的一应选择纸带上点距均匀的一 段计算小车的速度段计算小车的速度 BDBD探究探究合力做功合力做功与速度变化的关系与速度变化的关系。一、探究目的一、探究目的二、探究方案二、探究方案方案一和方案二的器材原理及注意事项方案一和方案二的器材原理及注意事项三、采集数据三、采集数据 生成结论生成结论