保山一中物理一輪復(fù)習(xí)課件5-5實(shí)驗(yàn)：探究功與速度變化的關(guān)系__驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

1、第第5講實(shí)驗(yàn)：探究功與速度變化的關(guān)系講實(shí)驗(yàn)：探究功與速度變化的關(guān)系 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律1.探究功與速度變化的關(guān)系 探究功與速度變化的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)的探究思路有何巧妙之處？ 實(shí)驗(yàn)中用橡皮筋的彈力拉動(dòng)小車做功使小車獲得動(dòng)能，探究橡皮筋做的功與小車速度變化的關(guān)系.橡皮筋的彈力是變力，所做的功是變力功，沒有現(xiàn)成的公式可以計(jì)算功的大小.然而，改變橡皮筋的條數(shù)，保持小車相同的運(yùn)動(dòng)距離，則彈力功的大小與橡皮筋的條數(shù)成正比.也就是說(shuō)，在相同的位移情況下，用一條橡皮筋做的功為W，用兩條同樣的橡皮筋做的功就是2W，用三條同樣的橡皮筋做的功就是3W這樣，實(shí)驗(yàn)中巧妙地避開了功的計(jì)算. 一、探究功與速度變

2、化的關(guān)系 注意事項(xiàng)1平衡摩擦力：將木板一端墊高，使小車重力沿斜面向下的分力與摩擦阻力平衡方法是輕推小車，由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打在紙帶上的點(diǎn)的均勻程度判斷小車是否勻速運(yùn)動(dòng)，找到木板一個(gè)合適的傾角2選點(diǎn)測(cè)速：測(cè)小車速度時(shí)，應(yīng)選紙帶上點(diǎn)距 部分，也就是選小車做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)打在紙帶上的點(diǎn)。3規(guī)格相同：橡皮筋應(yīng)選規(guī)格一樣的。力對(duì)小車做的功以一條橡皮筋做的功為單位即可，不必計(jì)算出具體數(shù)值。均勻均勻 誤差分析1誤差的主要來(lái)源是橡皮筋的長(zhǎng)度、粗細(xì)不一，使橡皮筋的拉力做功W與橡皮筋的條數(shù)不成正比2沒有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力時(shí)傾角過(guò)大也會(huì)造成誤差3利用打上點(diǎn)的紙帶計(jì)算小車的速度時(shí)，測(cè)量不準(zhǔn)帶來(lái)誤差 1、 “探究功與速度

3、變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，當(dāng)小車在一條橡皮筋作用下彈出時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功記為W；當(dāng)用2條、3條、4條完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次、第4次實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功記為2W、3W、4W每次實(shí)驗(yàn)中小車獲得的最大速度可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打出的紙帶測(cè)出 (1)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是_A打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以用干電池供電B實(shí)驗(yàn)儀器安裝時(shí)，可以不平衡摩擦力C每次實(shí)驗(yàn)小車必須從同一位置由靜止彈出D利用每次測(cè)出的小車最大速度vm和橡皮筋做的功W，依次作出W-vm、W-vm2、W-vm3，W2-vm、W3-vm的圖象，得出合力做功與物體速度變化的關(guān)系CD (2)如圖所示，給出了某次實(shí)驗(yàn)打出的紙

4、帶，從中截取了測(cè)量小車最大速度所用的一段紙帶，測(cè)得A、B、C、D、E相鄰兩點(diǎn)間的距離分別為AB1.48 cm，BC1.60 cm，CD1.62 cm，DE1.62 cm；已知相鄰兩點(diǎn)打點(diǎn)時(shí)間間 隔 為 0 . 0 2 s ， 則 小 車 獲 得 的 最 大 速 度 vm_m/s.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)0.81二、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律二、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 二、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?利用 運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證在只有重力作用情況下的物體機(jī)械能守恒。 2、實(shí)驗(yàn)原理 (1)在只有 做功的自由落體運(yùn)動(dòng)中，物體的重力勢(shì)能和動(dòng)能互相轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能總量 。若物體某時(shí)刻的瞬時(shí)速度為v,下落高度為h,則重力勢(shì)能的

5、減少量為 ,動(dòng)能的增加量為 ,看它們?cè)趯?shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等,若相等則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。 (2)計(jì)算打第n個(gè)點(diǎn)時(shí)速度的方法:測(cè)出第n個(gè)點(diǎn)與相鄰前后點(diǎn)間的距離xn和xn+1,由公式vn= 或vn= ,自由落體自由落體重力重力保持不變保持不變mghmgh221mv 二、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 3、實(shí)驗(yàn)器材 鐵架臺(tái)（含鐵夾）， ，學(xué)生電源，紙帶，復(fù)寫紙，導(dǎo)線， ，重物（帶紙帶夾）。 4、實(shí)驗(yàn)步驟 (1)按圖示裝置把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器， 地安裝在鐵架臺(tái)上，用導(dǎo)線把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與學(xué)生電源連接好。把紙帶的一端用夾子固定在重物上，另一端穿過(guò)計(jì)時(shí)器限位孔，用手豎直提起紙帶使重物停靠在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的地方。 (2)

6、先 ，后 ，讓重物帶著紙帶自由下落，這樣打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下了一系列點(diǎn)，更換紙帶重復(fù)上述步驟做35次實(shí)驗(yàn)。 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器刻度尺豎直接通電源松開紙帶5、數(shù)據(jù)處理 2某實(shí)驗(yàn)小組在做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，提出了如圖5-6-4所示的甲、乙兩種方案：甲方案為用自由落體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，乙方案為用小車在斜面上下滑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)圖圖5-6-4(1)組內(nèi)同學(xué)對(duì)兩種方案進(jìn)行了深入的討論分析，最終確定了一個(gè)大家認(rèn)為組內(nèi)同學(xué)對(duì)兩種方案進(jìn)行了深入的討論分析，最終確定了一個(gè)大家認(rèn)為誤差相對(duì)較小的方案，你認(rèn)為該小組選擇的方案是誤差相對(duì)較小的方案，你認(rèn)為該小組選擇的方案是 ，理由是，理由是 -甲甲 采用乙圖實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于小車

7、和斜面間存在摩擦力的作用，采用乙圖實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于小車和斜面間存在摩擦力的作用，且不能忽略，所以小車在下滑過(guò)程中機(jī)械能不守恒，故乙圖且不能忽略，所以小車在下滑過(guò)程中機(jī)械能不守恒，故乙圖不能用來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律不能用來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 2某實(shí)驗(yàn)小組在做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，提出了如圖5-6-4所示的甲、乙兩種方案：甲方案為用自由落體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，乙方案為用小車在斜面上下滑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)圖圖5-6-4(2)若該小組采用圖甲的裝置打出了一條紙帶如圖若該小組采用圖甲的裝置打出了一條紙帶如圖5-6-5所示，所示，相鄰兩點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為相鄰兩點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.02 s，請(qǐng)根據(jù)紙帶計(jì)算出，請(qǐng)根據(jù)紙帶計(jì)算出B點(diǎn)的速點(diǎn)的速度大小度大小_m/s(結(jié)果保留二