【優(yōu)品】高中物理人教版必修2 第7章第6節(jié)實驗：探究功與速度變化的關(guān)系 課件5

1、第七章 機(jī)械能守恒定律人教版 必修2好教育云平臺 /edu/home_index.action第6節(jié) 實驗：探究功與速度變化的關(guān)系通過實驗探究力對物體做功與物體速度變化的關(guān)系.學(xué)習(xí)利用圖象法研究功與物體速度變化的關(guān)系.學(xué)習(xí)目標(biāo)一、1重力勢能 彈性勢能 力做功 2速度二、1功 2速度 3功 速度知識儲備一、方案一二、方案二學(xué)習(xí)探究由重物通過滑輪牽引小車，當(dāng)小車的質(zhì)量比重物大得多時，可以把重物所受的 當(dāng)做小車受到的牽引力如圖所示改變重物的質(zhì)量或者改變小車運動的 ，也就改變了牽引力做的功，從而探究牽引力做的功與小車獲得的速度間的關(guān)系重力距離返回方案一原理(1)按原理圖安裝好實驗儀器(2)平衡摩擦力：

2、 將安裝有打點計時器的長木板的一端墊高，讓紙帶穿過打點計時器連在小車后端，不掛重物，閉合電源，輕推小車，直到打點計時器在紙帶上打出間隔均勻的點為止勻速直線(3)在小車中放入砝碼，把紙帶穿過打點計時器，連在小車后端、用細(xì) 線繞過滑輪連接小車和鉤碼(4)將小車停在打點計時器附近，先接通電源，再釋放小車，關(guān)閉打點 計時器電源(5)改變鉤碼的數(shù)量，更換紙帶重復(fù)4的操作這里墊高不掛重物返回實驗步驟(1)選取點跡清晰的紙帶，選紙帶上第一個點及距離第一個點較遠(yuǎn)的點，并依次標(biāo)上0,1,2,3(3)確定此紙帶所掛的鉤碼的重力G，利用WnGxn，分別求出小車的位移為x1、x2、x3時牽引力所做的功W1、W2、W3

3、(4)先對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行估算，或作Wv草圖，大致判斷兩個量可能的關(guān)系，如果認(rèn)為是Wv2或其他，然后以W為縱坐標(biāo)，v2(或其它)為橫坐標(biāo)作圖，從而判定結(jié)論(2)測出0到點1、點2、點3的距離，即為對應(yīng)的小車的位移x1、x2、x3，利用公式 求出點1、點2、點3對應(yīng)的瞬時速度v1、v2、v3數(shù)據(jù)處理(1)平衡摩擦力時，不掛重物，輕推小車后，小車能做勻速直線運動(2)計算牽引力做功時，可以不必算出具體數(shù)值，只用位移的數(shù)值與符號G的乘積表示即可返回注意事項使小車在橡皮筋的作用下彈出，如圖所示改變橡皮筋的條數(shù)，橡皮筋對小車做的功分別是一條橡皮筋做功時的相應(yīng) ，測出小車被彈出后的速度，能夠找到橡皮筋對小車做

4、的功與小車速度的關(guān)系倍數(shù)返回方案二原理(1)按原理圖安裝好實驗儀器(2)平衡摩擦力：(3)第一次先用一條橡皮筋做實驗，用打點計時器和紙帶測出小車獲得的速度v1，設(shè)此時橡皮筋彈力對小車做功為W，并將測得的數(shù)據(jù)記入表格(4)換用2條、3條、4條同樣的橡皮筋做實驗，并使橡皮筋拉伸的長度都和第一次相同，測出v2、v3、v4，橡皮筋對小車做功分別為2W、3W、4W，將數(shù)據(jù)記入表格點擊觀看實驗實驗步驟(1)速度數(shù)值的獲得：實驗獲得的是如圖所示的紙帶，為探究橡皮筋彈力做功與小車速度的關(guān)系，需要測量的是彈力做功結(jié)束時小車的速度，即小車做勻速運動的速度所以，應(yīng)該在紙帶上測量的物理量是圖中間隔均勻的點A1、A3間

5、的距離x，小車此時速度的表達(dá)式為v ，其中T是打點計時器的打點周期(2)計算小車做的功分別為W、2W、3W時對應(yīng)的v、v2、v3、的數(shù)值，填入表格. WvnW2W3W4W5Wvv2v3數(shù)據(jù)處理(3)逐一與W的一組數(shù)值對照，判斷W與v、v2、v3 、 的可能關(guān)系或嘗試著分別畫出W與v、W與v2、W與v3、W與 間關(guān)系的圖象，找出哪一組的圖象是直線，從而確定功與速度的正確關(guān)系返回(1)實驗時選擇粗細(xì)、形狀、長度、材料完全相同的橡皮筋(2)每次實驗時都讓小車從同一位置由靜止釋放，即保證每次實驗 中橡皮筋拉伸的長度都保持一致(3)實驗中不必測出功和速度的具體數(shù)值，只要測出以后各次實驗 時做的功是第一次

6、實驗時的多少倍即可(4)平衡摩擦力時，不要拴橡皮筋，但應(yīng)連著紙帶且接通電源(5)打出的紙帶上的點間距并不都是均勻的，應(yīng)選取點間距均勻部 分來求小車的速度返回注意事項例1 (1)用如圖所示的儀器探究做功與速度變化的關(guān)系實驗步驟如下：將木板固定有打點計時器的一端墊起適當(dāng)高度，消除摩擦力的影響；小車鉤住一條橡皮筋，往后拉至某個位置，記錄小車的位置；先_，后_，小車拖動紙帶，打點計時器打下一列點，斷開電源；改用同樣的橡皮筋2條、3條重復(fù)、的實驗操作，每次操作一定要將小車_接通電源釋放小車思考：若先釋放小車，后接通電源會出現(xiàn)什么問題？紙帶上只會在尾部打下少量點跡，不能滿足實驗需求。從相同位置由靜止釋放單

7、根橡皮筋做功不變典例精析例1 (2)打點計時器所接交流電的頻率為50 Hz，圖所示是四次實驗打出的紙帶(3)根據(jù)紙帶，完成下表尚未填入的數(shù)據(jù).次數(shù)1234橡皮筋做的功W2W3W4Wv (m/s)1.001.422.00v2(m2/s2)1.002.014.00從表中數(shù)據(jù)可得出什么樣的結(jié)論？脫離橡皮筋勻速橡皮筋做的功與速度的平方成正比返回例2 某實驗小組采用如圖所示的裝置探究功與速度變化的關(guān)系，圖中小車中可放置砝碼，實驗中，打點計時器的工作頻率為50 Hz.(1)實驗的部分步驟如下：在小車中放入砝碼，把紙帶穿過打點計時器，連在小車后端，用細(xì)線連接小車和鉤碼；將小車停在打點計時器附近，_，_，小車

8、拖動紙帶，打點計時器在紙帶上打下一系列點，_；改變鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量，更換紙帶，重復(fù)的操作先接通電源再釋放小車關(guān)閉打點計時器電源該點容易忽略例2 某實驗小組采用如圖所示的裝置探究功與速度變化的關(guān)系，圖中小車中可放置砝碼，實驗中，打點計時器的工作頻率為50 Hz.(2)圖是鉤碼質(zhì)量為0.03 kg、砝碼質(zhì)量為0.02 kg時得到的一條紙帶，在紙帶上選擇起始點O及A、B、C、D、E計數(shù)點，可獲得各計數(shù)點到O的距離x及對應(yīng)時刻小車的瞬時速度v，請將C點的測量結(jié)果填在表中的相應(yīng)位置紙帶的測量結(jié)果測量點x/cmv/(ms1)O0.000.35A1.510.40B3.200.45CD7.150.53E

9、9.410.60例2 某實驗小組采用如圖所示的裝置探究功與速度變化的關(guān)系，圖中小車中可放置砝碼，實驗中，打點計時器的工作頻率為50 Hz.返回(3)本實驗，若用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，為了減小這種做法帶來的實驗誤差，應(yīng)采取的兩項措施是：_；_.將木板一端墊起，平衡小車受到的摩擦力對小車：對整體：合外力鉤碼的重力遠(yuǎn)小于小車及砝碼的重力和打點計時器打點1(借助變力做功探究功與速度的關(guān)系)某學(xué)習(xí)小組做“探究功與速度變化的關(guān)系”的實驗如圖所示，圖中小車是在一條橡皮筋作用下彈出的，沿木板滑行，這時，橡皮筋對小車做的功記為W.當(dāng)用2條、3條完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次實驗時(每次實驗

10、中橡皮筋伸長的長度都保持一致)，每次實驗中小車獲得的速度根據(jù)打點計時器所打在紙帶上的點進(jìn)行計算(1)除了圖中已有的實驗器材外，還需要導(dǎo)線、開關(guān)、刻度尺和_(選填“交流”或“直流”)電源電流方向時刻變化交流自我檢測與限位孔間的摩擦也需平衡1(借助變力做功探究功與速度的關(guān)系) 橡皮筋對小車做的功記為W.當(dāng)用2條、3條完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次實驗時(每次實驗中橡皮筋伸長的長度都保持一致)，每次實驗中小車獲得的速度根據(jù)打點計時器所打在紙帶上的點進(jìn)行計算(2)實驗中，小車會受到摩擦阻力的作用，可以使木板適當(dāng)傾斜來平衡摩擦阻力，則下面操作正確的是()A放開小車，能夠自由下滑即可B放開小車

11、，能夠勻速下滑即可C放開拖著紙帶的小車，能夠自由下滑即可D放開拖著紙帶的小車，能夠勻速下滑即可D1(借助變力做功探究功與速度的關(guān)系) 橡皮筋對小車做的功記為W.當(dāng)用2條、3條完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次實驗時(每次實驗中橡皮筋伸長的長度都保持一致)，每次實驗中小車獲得的速度根據(jù)打點計時器所打在紙帶上的點進(jìn)行計算(3)若木板水平放置，小車在兩條橡皮筋作用下運動，當(dāng)小車速度最大時，關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置，下列說法正確的是()A橡皮筋處于原長狀態(tài)B橡皮筋仍處于伸長狀態(tài)C小車在兩個鐵釘?shù)倪B線處D小車已過兩個鐵釘?shù)倪B線沒有平衡摩擦力a=0橡皮筋拉力平衡摩擦力B橡皮筋處于伸長狀

12、態(tài)1(借助變力做功探究功與速度的關(guān)系) 橡皮筋對小車做的功記為W.當(dāng)用2條、3條完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次實驗時(每次實驗中橡皮筋伸長的長度都保持一致)，每次實驗中小車獲得的速度根據(jù)打點計時器所打在紙帶上的點進(jìn)行計算(4)在正確操作情況下，打在紙帶上的點并不都是均勻的，為了測量小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的_部分進(jìn)行測量(根據(jù)如圖所示的紙帶回答)GJ均勻2(借助恒力做功探究功與速度的關(guān)系)質(zhì)量為1 kg的重物自由下落，通過打點計時器在紙帶上記錄運動的過程，打點計時器所接電源為6 V、50 Hz的交流電源如圖所示，紙帶上O點為重物自由下落時紙帶打點的起點，選取的計數(shù)點A、B、C、D

13、、E、F、G依次間隔一個點(圖中未畫出)，紙帶上的數(shù)據(jù)表示各計數(shù)點與O點間的距離(1)求出B、C、D、E、F各點對應(yīng)的速度并填入下表計數(shù)點BCDEF速度/(ms1) 時刻的速度等于 內(nèi)平均速度同理 vC1.57 m/s，vD1.96 m/s，vE2.35 m/s，vF2.74 m/s2(借助恒力做功探究功與速度的關(guān)系)質(zhì)量為1 kg的重物自由下落，通過打點計時器在紙帶上記錄運動的過程，打點計時器所接電源為6 V、50 Hz的交流電源如圖所示，紙帶上O點為重物自由下落時紙帶打點的起點，選取的計數(shù)點A、B、C、D、E、F、G依次間隔一個點(圖中未畫出)，紙帶上的數(shù)據(jù)表示各計數(shù)點與O點間的距離(2)求出物體下落時從O點到B、C、D、E、F各點過程中重力所做的功，并填入下表.計數(shù)點BCDEF功/JWBmgOB19.870.6103 J0.69 J0.69同理WC1.23 J，WD1.92 J，WE2.76 J，WF3.76 J.1.231.922.763.762(借助恒力做功探究功與速度的關(guān)系)質(zhì)量為1 kg的重物自由下落，通過打點計時器在紙帶上記錄運動的過程，