高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 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2.ppt

第七章 實(shí)驗(yàn)理論指導(dǎo) 題型一 第6節(jié) 知能演練提升 典題案例導(dǎo)析 題型三 題型二 一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1 探究力對物體做的功與物體速度變化的關(guān)系 2 體會(huì)探究過程和所用的方法 二 實(shí)驗(yàn)原理讓橡皮筋拉動(dòng)小車做功使小車的速度增加 若拉小車的橡皮筋的條數(shù)由1條變?yōu)?條 3條 則橡皮筋對小車做的功為w 2w 3w 利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測量每次實(shí)驗(yàn)后小車的速度 分析每次做的功與速度的關(guān)系 總結(jié)出功與速度的關(guān)系 三 實(shí)驗(yàn)器材木板 橡皮筋 若干 小車 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 低壓交流電源 紙帶 刻度尺等 四 實(shí)驗(yàn)步驟 1 按如圖7 6 1所示安裝好實(shí)驗(yàn)儀器 2 平衡摩擦力 將安裝有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的長木板的一端墊起 紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 不掛橡皮筋 閉合電源 輕推小車 使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的點(diǎn)間隔均勻 圖7 6 1 3 第一次先用一條橡皮筋做實(shí)驗(yàn) 用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測出小車獲得的速度v1 設(shè)此時(shí)橡皮筋彈力對小車做功為w 并將得到的數(shù)據(jù)記入表格中 4 換用2條 3條 4條 同樣的橡皮筋做實(shí)驗(yàn) 并將橡皮筋拉伸的長度都和第一次相同 測出小車獲得的速度v2 v3 v4 橡皮筋對小車做功分別為2w 3w 4w 將數(shù)據(jù)記入表格中 五 數(shù)據(jù)處理 1 速度數(shù)值的獲得 實(shí)驗(yàn)獲得的是如圖7 6 2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(shí)小車的速度 即小車做勻速運(yùn)動(dòng)的速度 所以 應(yīng)該在紙帶上測量的物理量是圖中a1 a3間的距離x 小車速度的表達(dá)式為 其中t是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的振動(dòng)周期 即選擇相鄰距離基本相同的若干點(diǎn)來計(jì)算小車勻速時(shí)的速度 圖7 6 2 3 逐一與w的一組數(shù)值對照 判斷w與的可能關(guān)系或分別試探畫出w與v w與v2 w與v3 w與間關(guān)系的圖像 找出哪一組的圖像是直線 從而確定功與速度的正確關(guān)系 六 注意事項(xiàng) 1 適度平衡小車受到的摩擦力 2 每次實(shí)驗(yàn)小車都要從同一位置由靜止開始運(yùn)動(dòng) 3 應(yīng)選擇粗細(xì)均勻 一致性好的橡皮筋 4 橡皮筋的拉伸長度要適度 5 使小車掛住橡皮筋的中點(diǎn) 放正小車 使小車沿木板的中間線運(yùn)動(dòng) 七 誤差分析 1 誤差的主要來源是橡皮筋的長度 粗細(xì)不一 使橡皮筋的拉力與橡皮筋的條數(shù)不成正比 2 平衡摩擦力不夠或平衡過度造成誤差 3 利用打上點(diǎn)的紙帶計(jì)算小車的速度時(shí) 測量不準(zhǔn)帶來誤差 例1 關(guān)于 探究功與速度變化的關(guān)系 的實(shí)驗(yàn)中 下列敘述正確的是 a 每次實(shí)驗(yàn)必須設(shè)法算出橡皮筋對小車做功的具體數(shù)值b 每次實(shí)驗(yàn)中 橡皮筋拉伸的長度沒有必要保持一致c 放小車的長木板應(yīng)該盡量使其水平d 先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源 再讓小車在橡皮筋的作用下彈出 解析 本實(shí)驗(yàn)沒有必要測出橡皮筋做的功到底是多少焦耳 只要測出以后各次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋做的功是第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的多少倍就已經(jīng)足夠了 a錯(cuò) 每次實(shí)驗(yàn)橡皮筋拉伸的長度必須保持一致 只有這樣才能保證以后各次實(shí)驗(yàn)時(shí) 橡皮筋做的功是第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的整數(shù)倍 b錯(cuò) 小車運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力 只有使木板傾斜到一定程度 才能減小誤差 c錯(cuò) 實(shí)驗(yàn)時(shí) 應(yīng)該先接通電源 讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開始工作 然后再讓小車在橡皮筋的作用下彈出 d正確 答案 d 例2 如圖7 6 3所示為某學(xué)習(xí)小組做 探究功與速度變化的關(guān)系 的實(shí)驗(yàn)裝置 圖中小車是在一條橡皮筋的作用下彈出 沿木板滑行 這時(shí) 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(shí)驗(yàn)時(shí) 使每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長的長度都保持一致 每次實(shí)驗(yàn)中小車獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測出 圖7 6 3 1 在正確操作情況下 打在紙帶上的點(diǎn) 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7 6 4所示的紙帶回答 圖7 6 4 2 下面是本實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)記錄表 請運(yùn)用表中測定的數(shù)據(jù)在圖7 6 5所示的坐標(biāo)系中作出相應(yīng)的圖像 得出的結(jié)論是 圖7 6 5 答案 1 gj 只要取勻速部分均為正確 2 如圖所示結(jié)論見解析 例3 某同學(xué)在 探究功與速度變化的關(guān)系 實(shí)驗(yàn)中 設(shè)計(jì)了如圖7 6 6甲所示的實(shí)驗(yàn) 將紙帶固定在重物上 讓紙帶穿過電火花計(jì)時(shí)器 先用手提著紙帶 使重物靜止在靠近計(jì)時(shí)器的地方 然后接通電源 松開紙帶 讓重物自由下落 計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列小點(diǎn) 得到的紙帶如圖7 6 6乙所示 o點(diǎn)為計(jì)時(shí)器打下的第1個(gè)點(diǎn) 該同學(xué)對數(shù)據(jù)進(jìn)行了下列處理 取