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《【名师点金】2013届高考物理一轮复习课件第5讲实验探究功与速度变化的关系验证机械能守恒定律》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、验证机械能守恒定律第5讲 实验:探究功与速度变化的关系知识建构技能建构一、实验目的(一)探究功与速度变化的关系1.通过实验探究力对物体做的功与物体速度变化的关系.知识建构技能建构1.改变功的大小:采用如图所示的实验装置,用1条、2条、3条……①同样的橡皮筋将小车拉到②同一位置释放,橡皮筋拉力对小车所做的功依次为W、2W、3W……2.学会探究的过程和方法二、实验原理2.确定速度的大小:小车获得的速度v可以由纸带和打点计时器测出,也可以用其他方法测出.知识建构技能建构3.寻找功与速度变化的关系:以橡皮筋拉力所做的功W为纵坐标,小车获得的速度v为横
2、坐标,作出W-v图象(即功―速度图象).分析该图象,得出橡皮筋拉力对小车所做的功与小车获得的速度的定量关系.知识建构技能建构四、设计思路三、实验器材木板、小车、橡皮筋、打点计时器及电源、纸带、坐标纸等.1.设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W……2.由纸带和打点计时器分别测出小车的速度v1、v2、v3……3.以橡皮筋对小车做的功为纵坐标(以第一次实验时的功W为单位),小车获得的速度为横坐标,做出W-v曲线.知识建构技能建构4.如果W-v曲线是一条直线,表明W∝v;如果不是直线,可着手考虑是否存在下列关系:W∝v2、W∝v3……5.根据
3、W-v草图,大致判断两个量可能是什么关系,如果认为很可能是W∝v2,就做出W-v2曲线,如果这条曲线是一条直线,就可以证明你的判断是正确的.知识建构技能建构五、数据记录与处理通过实验,我们对每次打出的纸带进行处理,求出小车的末速度v,会得到如下的表格:通过表格,我们会看到对小车做的功越多,小车的末速度越大,但看不出功W与末速度v的定量关系.图象法是物理学家探索物理量间未知规律的有效方法,由于曲线的物理规律不宜直接看出,所以尽量功W2W3W4W5W6W末速度v1v2v3v4v5v6知识建构技能建构作出两物理量间的直线图象.这里我们可以尝试着作W
4、-v、W-v2、W-v3、W-、W-、W-等图象,实际我们作到W-v2图象时,就是一条过原点的直线,说明对小车所做的功与小车末速度的平方成正比.知识建构技能建构1.本探究实验中的重要方法及技巧六、注意事项知识建构技能建构(1)研究两个物理量的比例关系是探究两个量数量关系的重要方法,研究比例关系可以为实验测量提供很大的方便和可能.例如,一根橡皮筋对小车做的功是很难确定的,如果改用两根橡皮筋在完全相同的情况下做的功的具体数值仍是很难确定的.但是,若以一根橡皮筋对小车做的功为W,两根橡皮筋做的功无疑是2W,这是实验的巧妙之处.(2)将问题转化,简化
5、实验过程:探究的任务是外力对物体做的总功与速度变化的关系.本实验总是让小车从静止开始运动,使测定两个速度(初速度和末速度)的问题转化为测定一个末速度的问题,非常有利于操作和数据处理并发现规律.知识建构技能建构(3)设法减小实验误差:实验误差的大小直接关系着探究工作是否成功,是否能正确地建立变量之间的关系,揭示事物的本质.本实验注重了两个方面:①平衡小车在木板上运动的摩擦力保证小车脱离橡皮筋后做匀速运动;②在纸带上选取点迹清楚、间距均匀的部分计算小车的速度.(4)利用物理图象,适当地进行坐标变换,探索物理量之间的关系.知识建构技能建构2.橡皮筋
6、的选取本实验采用橡皮筋对小车做功,用一条橡皮筋时做功为W,用两条橡皮筋时做功为2W,依次类推,这样我们可以用W的倍数来表示功,这种方法巧妙地避开了计算变力弹力所做的功.尽管在实验中,我们尽量使各橡皮筋的原长和伸长量相同,以保证各橡皮筋对小车所做的功相同,但是,若准备的橡皮筋规格不相同,同样会给实验带来很大的误差,所以选择橡皮筋时应注意以下几点:知识建构技能建构(2)橡皮筋的材料要相同.(1)所选用的橡皮筋劲度系数不宜过大,以免条数较多时弹力过大,打出的纸带点数过少,不宜求小车的速度.(3)橡皮筋的粗细要均匀.知识建构技能建构3.平衡摩擦力为了
7、克服摩擦力,可以把木板一端垫高,使小车重力沿板斜向下的分力与摩擦力平衡.检查是否平衡时,可以把小车放到木板上,轻推一下小车,观察小车是否做匀速运动.知识建构技能建构4.利用纸带求小车的速度打点计时器打出的纸带上的点的分布并不均匀,点之间的距离呈现开始较小,而后逐渐增大,最后基本相同的特点.我们求速度时,应选用分布均匀的那些点进行计算,说明这时小车已经匀速运动了.知识建构技能建构一、通过打点计时器测速度知识建构技能建构例1 如图所示为探究功与物体速度变化关系过程得出的一条纸带.(1)应选哪些点距进行测量?知识建构技能建构(2)怎样根据测得数据确
8、定小车的速度?【名师点金】解答时注意:①橡皮筋做功过程结束时对应小车速度最大的状态.②小车速度最大的点附近打点间距最大.③某点附近很短时间内的平均速度近似等于该点的
