高中物理 7_6 實(shí)驗(yàn)：探究功與速度變化的關(guān)系課件 新人教版必修21

7-6實(shí)驗(yàn)：探究功與速度變化的關(guān)系,彈性勢(shì)能,重力勢(shì)能,動(dòng)能,重力做功,彈力做功,外力做功,速度,？,WGEP1EP2,復(fù)習(xí),猜想,（1）物體的動(dòng)能與哪些因素有關(guān)？,（2）如何進(jìn)行研究？,猜測(cè)物體的動(dòng)能可能與其質(zhì)量和速度有關(guān)。,用控制變量法，先控制質(zhì)量不變，用實(shí)驗(yàn)研究物體的動(dòng)能與速度的關(guān)系。,（1）物體動(dòng)能的變化由做功引起。那么，實(shí)驗(yàn)中如何對(duì)物體作功？又怎樣來(lái)表示功的大小呢？,一、實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì),思路引導(dǎo),可以是恒力做功。例如用一砝碼盤牽引著小車做實(shí)驗(yàn)，可以通過(guò)改變砝碼盤的質(zhì)量，用W=FS表示功的大小。,也可以是變力做功。例如，用書上采用的通過(guò)增加每次牽引小車的橡皮筋數(shù)目的辦法來(lái)表示功的大小。,請(qǐng)你思考,（2）如何測(cè)量物體的速度呢？,思路引導(dǎo),可以用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量小車的速度。,實(shí)驗(yàn)：探究做功與小車速度變化的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)器材：橡皮筋、小車、木板、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、鐵釘?shù)?橡皮筋,小車,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,紙帶,木板,鐵釘,探究的器材,探 究的 思 路,1、測(cè)量橡皮筋對(duì)小車做的功W 2、測(cè)量由于橡皮筋做功而使小車獲得的速度v 3、數(shù)據(jù)處理，尋找W與v的關(guān)系,探究的技巧,1、測(cè)量橡皮筋對(duì)小車做的功W 問(wèn)題：探究過(guò)程中，我們是否需要測(cè)出橡皮筋做功的具體數(shù)值？ 措施： 設(shè)法讓橡皮筋每次對(duì)小車做的功分別為 W、2W、3W,不需要,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(lái)栓到小車上拉小車，且使每條橡皮筋的伸長(zhǎng)都和第一次的伸長(zhǎng)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(zhǎng)度都一樣，做的功為3W、4W,問(wèn)題：每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度有什么要求？,相同,請(qǐng)你思考,怎樣選擇橡皮筋比較好呢？,思路導(dǎo)引,要選擇粗細(xì)差不多，彈性也比較一致的橡皮筋為好。,如何使拉力做的功等于合力做的功？即如何抵消摩擦力。,思考,橡皮筋對(duì)小車做的功是合力做的功嗎？,把木板的一端墊高，使重力沿斜面向下的力與摩擦力平衡,還有摩擦力做功,2、測(cè)量由于橡皮筋做功而使小車獲得的速度v 問(wèn)題：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 問(wèn)題：紙帶上打出的點(diǎn)并不都是均勻的，應(yīng)該采用那些點(diǎn)來(lái)計(jì)算小車的速度？為什么？ 取點(diǎn)跡清晰且間距均勻的部分,4、在上述實(shí)驗(yàn)中打出的5 條紙帶中，分別找出小車開始近似做勻速運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)，并分別測(cè)出勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度v1 、v2 、v3 、v4 、v5 。,3、用2 條、3 條、4 條、5 條橡皮筋分別代替1 條橡皮筋重做實(shí)驗(yàn)，保證每次釋放小車的位置相同，即橡皮筋被拉長(zhǎng)的長(zhǎng)度相同。,1、將打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。將平板安裝有打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(yùn)動(dòng)為止。,2、將橡皮筋固定在小車前端。拉長(zhǎng)橡皮筋使小車位于靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，記下小車位置。接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源， 釋放小車。,實(shí)驗(yàn)過(guò)程,C B A,數(shù)據(jù)記錄,4W,W,2W,3W,5W,彈力做功剛完畢時(shí)小車的速度,用什么方法處理數(shù)據(jù)比較直觀?,圖象法,數(shù)據(jù)記錄,4W,W,2W,3W,5W,彈力做功剛完畢時(shí)小車的速度,用什么方法處理數(shù)據(jù)比較直觀?,圖象法,圖象法處理數(shù)據(jù),做W-v圖,若為曲線,若為直線，則W與v成正比,做W-v2圖,若為曲線,若為直線，則W與v2成正比,做W-v3圖,數(shù)據(jù)處理,W-v圖,為什么圖象會(huì)通過(guò)原點(diǎn)?,W-v2圖,數(shù)據(jù)處理,表明W與 v2 成正比,注意事項(xiàng),1、橡皮筋的選擇 選擇粗細(xì)差不多，彈性也比較一致的橡皮筋 2、平衡摩擦力 木板的一端墊高 3、橡皮筋的條數(shù) 一般小于5條 4、實(shí)驗(yàn)裝置的選取,誤差分析,1、為了減少誤差，應(yīng)使小車總質(zhì)量在300g左右。,2、測(cè)小車的速度就在紙帶上勻速運(yùn)動(dòng)的階段為測(cè)量比較好。,3、作W-V或W-V2圖象時(shí)，縱坐標(biāo)的單位長(zhǎng)度可拉得開些。,