高中物理 第7章 第6節(jié) 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 探 究 功 與 速 度 變 化 的 關(guān) 系 實(shí) 驗(yàn) 目 的 ： 通 過 實(shí) 驗(yàn) 探 究 橡 皮 筋 對(duì) 小車 做 功 與 小 車 速 度 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 等橡 皮 筋小 車打 點(diǎn) 計(jì) 時(shí) 器紙 帶 木 板鐵 釘 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 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 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 的分 力 與 摩 擦 力平 衡F阻 F 還 有 摩 擦力 做 功 小 車 在 木 板 上 運(yùn) 動(dòng) 的 過 程 中 ， 哪 一 階段 橡 皮 筋 對(duì) 小 車 做 功 ？橡 皮 筋 對(duì) 小 車?yán)?力 做 的 功 能否 直 接 測(cè) 量 ？ ? ?C B A橡 皮 筋 被 拉 伸直 到 恢 復(fù) 原 長(zhǎng)的 過 程 中 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(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 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 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 。 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 。 實(shí) 驗(yàn)次 數(shù) 橡 皮 筋做 的 功 位 移l /m 時(shí) 間 間隔 t /s 勻 速 運(yùn) 動(dòng) 時(shí) 的 速度 v /(m/s)12345 4WW2W3W5W. . . . . . . . . . 彈 力 做 功 剛 完 畢時(shí) 小 車 的 速 度 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 。 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 為 什 么 不做 W- 圖 ?1v W v /(m/s)123456 0.80 1.10 1.281.53 1.761.89 W-v圖 W-v2圖W v2/(m2s -2)0 01 0.64 2 1.213 1.644 2.345 3.106 3.57 表 明 W與 v2 成 正 比 結(jié) 論彈 簧 彈 力 對(duì) 小 車 做 的 功 與 速 度 的 平 方 成正 比注 ： 這 里 的 彈 力 就 是 物 體 受 到 的 合 外 力 因 為 小 車 從 靜 止 開 始 運(yùn) 動(dòng) ， 初 速 度 為 零 ，末 速 度 就 是 小 車 速 度 的 變 化 。 2、 對(duì) 橡 皮 筋 做 的 功 來 說 ， 直 接 測(cè) 量 是 有 困 難 的 ， 我們 可 以 巧 妙 地 避 開 這 個(gè) 難 題 而 不 影 響 問 題 的 解 決 ，只 需 要 測(cè) 出 每 次 實(shí) 驗(yàn) 時(shí) 橡 皮 筋 對(duì) 小 車 做 的 功 是 第 一次 的 多 少 倍 ， 使 用 的 方 法 是A、 用 同 樣 的 力 對(duì) 小 車 做 功 ， 讓 小 車 通 過 的 距 離 依 次是 s、 2s、 3s 進(jìn) 行 第 1次 、 第 2次 、 第 3次 實(shí) 驗(yàn) 時(shí) ， 力 對(duì) 物 體 做 的 功 就 是 W、 2W、 3W B、 讓 小 車 通 過 相 同 的 距 離 ， 第 1次 力 為 F、 第 2次 力 為2F、 第 3次 力 為 3F 實(shí) 驗(yàn) 時(shí) ， 力 對(duì) 小 車 做 的 功 就是 W、 2W、 3W C、 選 用 相 同 的 橡 皮 筋 ， 在 實(shí) 驗(yàn) 中 每 次 橡 皮 筋 拉 伸 的長(zhǎng) 度 保 持 一 致 ， 當(dāng) 用 1條 、 2條 、 3條 同 樣 的 橡皮 筋 進(jìn) 行 第 1次 、 第 2次 、 第 3次 實(shí) 驗(yàn) 時(shí) ， 橡 皮筋 對(duì) 物 體 做 的 功 就 是 W、 2W、 3W D、 利 用 彈 簧 秤 測(cè) 量 對(duì) 小 車 的 拉 力 F， 利 用 直 尺 測(cè) 量 小車 在 力 作 用 下 移 動(dòng) 的 距 離 s， 便 可 以 求 出 每 次 實(shí) 驗(yàn)中 力 對(duì) 小 車 做 的 功 ， 可 控 制 為 W、 2W、 3W C 3、 在 本 實(shí) 驗(yàn) 中 ， 小 車 在 運(yùn) 動(dòng) 中 會(huì) 受 到 阻 力 作 用 ， 這樣 ， 在 小 車 沿 木 板 滑 行 的 過 程 中 ， 除 橡 皮 筋 對(duì) 其 做功 以 外 ， 還 有 阻 力 做 功 ， 這 樣 便 會(huì) 給 實(shí) 驗(yàn) 帶 來 誤 差 ，我 們 在 實(shí) 驗(yàn) 中 想 到 的 辦 法 是 ， 使 木 板 略 微 傾 斜 ， 對(duì)于 木 板 的 傾 斜 程 度 ， 下 面 說 法 正 確 的 是A、 木 板 只 要 稍 微 傾 斜 一 些 即 可 ， 沒 有 什 么 嚴(yán) 格 的 要求B、 木 板 的 傾 斜 程 度 在 理 論 上 應(yīng) 滿 足 下 列 條 件 ： 即 重力 使 物 體 沿 斜 面 下 滑 的 分 力 應(yīng) 等 于 小 車 受 到 的 阻 力C、 如 果 小 車 不 受 拉 力 時(shí) 在 滑 行 的 木 板 上 能 做 勻 速 運(yùn)動(dòng) ， 這 木 板 的 傾 斜 程 度 是 符 合 要 求 的D、 其 實(shí) 木 板 不 傾 斜 ， 問 題 也 不 大 ， 因 為 實(shí) 驗(yàn) 總 是 存在 誤 差 的 BC