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1、7.6探究功与速度变化的关系必修2第七章机械能守恒定律学习目的：1.理解探究性实验中的探究思路、操作技巧和数据处理，能够自主设计实验。2.会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。3.利用物理图象探究功与物体速度变化的关系。知识回顾重力做功重力势能弹力做功WF外力做功W弹性势能动能速度WG=mg(h1-h2)=Ep1-Ep2=-ΔEp一.探究功与物体速度变化的关系对物体做的功越多,物体的速度变化就越大.定性:在物体质量一定的前提下:实验目的1.通过实验探究力对物体做的功与物体速度变化的关系2.体会
2、探究的过程和所用的方法探究思路1.测量对小车做的功W2.测量小车获得的速度v3.数据处理,寻找W与v的关系②FT＝mg的条件?方案一:①F合＝FT的条件？平衡摩擦③记录数据?M车>>m物W=Fl.v用计时器测1.橡皮筋做的功②如何改变橡皮筋做的功？方案二:问题:①橡皮筋做功是恒力做功还是变力做功？?CBA?B③要保证橡皮筋做功为整数倍需要选择什么样的橡皮筋?才能减少误差?④改变橡皮筋条数后为什么要把小车拉到相同的位置释放?不这样会出现什么结果?橡皮筋的长度、粗细应相同每条橡皮筋每次做功相等实验器材:
3、木板、小车、橡皮筋(若干）、砝码（应该使小车的质量大些）打点计时器、电源、纸带、钉子2探究过程中,我们是否需要测出橡皮筋做功的具体数值?橡皮筋弹力做功不容易计算,然而改用橡皮筋的条数,保持小车相同的运动距离,则弹力的功与橡皮筋条数成正比.即橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W……3.应该采用那些点距来计算小车的速度？..........小车运动情况:变加速直线运动(a越来越小的加速运动)匀速运动减速运动如图:应求小车匀速阶段的速度.即:弹力做功刚完毕时利用倍数关系巧妙测变力做的功是本实验的精妙之处
4、思考一:1.还有其他力对小车做功吗?为了使橡皮筋对小车做的功即为合力功,怎么办?GF阻FNFF2F1平衡摩擦mgsinθ＝μmgcosθ.tanθ＝μ轻推小车小车能匀速运动应该选后段点间距均匀的点思考二:①平衡摩擦力后打出点迹是怎样的？②我们应该选取纸袋上的哪部分点计算小车获得的速度？方法:判断运动思考三:若未平衡摩擦力,请定性画出所得纸带是怎样的？ABCDEFG数据处理W∝V2,即功与物体的速度的平方成正比.做出W—v的图象,如果不是直线.做出W—v2的图象,如果是一条直线实验结论：4.在上述实验
5、中打出的5条纸带中,分别找出小车开始近似做匀速运动的点,并分别测出匀速运动时的速度v1、v2、v3、v4、v5.3.用2条、3条、4条、5条橡皮筋分别代替1条橡皮筋重做实验,保证每次释放小车的位置相同,即橡皮筋被拉长的长度相同.1.将打点计时器固定在一块平板上,让纸带的一端夹在小车后端,另一端穿过打点计时器.将平板安装有打点计时器的一端适当垫高,调整高度,直至轻推小车后使小车恰能在板上做匀速直线运动为止.2.将橡皮筋固定在小车前端.拉长橡皮筋使小车位于靠近打点计时器处,记下小车位置.接通打点计时器电
6、源,释放小车.二.实验过程??CBAw01W2W3W4W5W6Wv00.81.11.281.531.761.89v200.641.211.642.343.13.57在探究功与物体速度变化关系时得到w-v的一组数据如下:请同学们帮该同学分析W与V间关系三.数据处理功与速度的关系得到的数据应怎么处理?结论:过原点的直线,说明操作技巧1.小车在木板上运动时会受到阻力,怎么补偿?2.测量橡皮筋拉力做功时利用倍数关系巧妙地避开直接测量变力做功的问题(但必须注意实验时,每次拉长橡皮筋的长度应该相等).3.纸带上
7、的点距并不都是均匀的,应该采用那些点距来计算小车的速度?为什么?误差分析1.打出纸带点数不能过少,否则找不出小车不受弹力匀速时打出的点,描绘曲线要容易判断曲线性质2.在长木板上,小车、铁钉、打点计时器的位置应调整适当,以保证打在纸带上的点便于处理,求出小车运动的速度.3.平衡摩擦力时,可使木板略微倾斜,作为补偿.4.小车的质量较小,当用多条橡皮筋时,打出的点过少,应改用质量稍大的小车(或可加砝码),以保证打出的点便于处理.5.点并不是均匀的,应选用均匀的部分来确定小车的速度.实验目标：探究功与速度变
8、化的关系．实验器材：长木板、橡皮筋(若干)、小车、打点计时器、橡皮筋、电源、导线、刻度尺、木板、砝码（应该使小车的质量大些）．注意事项：1．橡皮筋的选择．2．平衡摩擦力．3．误差分析． 4．橡皮筋的条数．5．实验装置的选取．实验小结【例1】在用如图所示装置做“探究功与速度变化的关系”的实验时,下列说法正确的是()A.通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值B.通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值C.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度D.通过打
