探究功与速度变化的关系ppt课件.ppt

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1、第六节　实验：探究功与速度变化的关系一、实验目的体验和经历探究功与速度变化(或动能变化)关系过程．二、实验原理让橡皮筋拉动小车运动一定的位移，通过改变橡皮筋的条数，改变拉力功的大小，看功的大小与物体速度(或动能)的变化成怎样的关系．三、实验器材木板、小车、橡皮筋、打点计时器(或电火花计时器)、电源、纸带等．四、实验步骤1．按如图所示安装好实验仪器．2．第一次先用一条橡皮筋做实验，用打点计时器和纸带测出小车获得的速度v1，设此时橡皮筋弹力对小车做功为W，并将得到的数据记入表格．3．换用2条、3条、4条……同样的橡皮筋做实验，并使橡皮筋拉伸的长度都和第一次相同，测出v2、v3、v

2、4……橡皮筋对小车做功分别为2W、3W、4W……将数据记入表格．4．分析数据，尝试作Wv、Wv2等图象，探究W、v的关系．五、数据处理1．橡皮筋弹力的功的计算由于橡皮筋弹力随其形变量而变，橡皮筋对小车的功无法用公式定量计算．本实验巧妙地回避了功的计算．如果一条橡皮筋对小车做功为W，则两条橡皮筋对小车做的功就是2W，三条橡皮筋对小车做功为3W，依次类推，各次实验中橡皮筋对小车的功都可以用W的倍数来表达．3．功与速度关系(1)通过试探与分析，确定W与v的关系因为图象上的直线关系最容易判断两个物理量间的关系，所以可分别试探画出W与v、W与v2、W与v3、W与间关系的图象，找出哪一组

3、的图象是直线，从而确定功与速度的正确关系．(2)描点时既要观察各点的位置关系，又要考虑应有的函数关系，若拉力大，小车速度大，点数少，可能使W与v成线性关系，控制小车速度，加大纵坐标单位长度，可减少误差．六、注意事项1．本实验是利用橡皮筋的多少表示橡皮筋做功的大小，不需要求出每次做功的具体数值，因此所选用的橡皮筋要长度、粗细相同．2．为了减小小车在运动中因受摩擦力带来的误差，可在长木板有打点计时器的一端下面垫一块木块，反复移动木块位置，直至小车在斜面上向下运动时可以保持匀速直线运动，此时重力沿斜面方向的分力与摩擦力平衡，这样可以消除摩擦力的影响．3．在用纸带确定由于橡皮筋做功而

4、使小车获得的速度时，应该是橡皮筋恢复形变以后小车的速度，所以在纸带上应选用那些间距较大，且相对均匀的点来确定小车的速度．七、误差分析误差来源：一是由于忘记平衡摩擦力或没有完全平衡摩擦力对实验的影响；二是橡皮筋长度、粗细不一，使得拉力及拉力的功与条数不成正比带来误差；三是纸带上点的间距测量也会带来误差．八、实验结论通过作图发现W－v2图近似是一条直线，说明W∝v2.某学习小组做探究“合力做的功和物体速度变化的关系”的实验，如图所示，图中小车是在一条橡皮筋的作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W，当用2条、3条…n条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…第n

5、次实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致．每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．(1)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和________．(2)木板倾斜的目的是为了________________．(3)若木板水平放置，小车在两条橡皮筋的作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是______．A．橡皮筋处于原长状态B．橡皮筋仍处于伸长状态C．小车在两个铁钉的连线处D．小车已过两个铁钉的连线(4)在正确操作情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的_________

6、___部分进行测量(根据如图所示的纸带回答)；(5)下面是本实验的数据记录表：物理量数据次数橡皮筋做的功10个间隔距离x(m)10个间隔时间T(s)小车获得的速度vn(m/s)小车速度的平方v(m2/s2)1W0.28800.21.442.0722W0.41760.22.094.3633W0.48960.22.455.9944W0.59040.22.958.7155W0.64800.23.2410.50从理论上讲，橡皮筋做的功Wn和物体速度vn变化的关系应是Wn∝________.请运用表中测定的数据在图中所示的坐标纸中作出相应的图象，并验证理论的正确性．解析：(1)要使打点

7、计时器工作，还需要有电源．(2)木板倾斜的目的是为了使小车重力沿斜面方向的分力与摩擦力平衡，简单说就是平衡摩擦力．(3)若木板水平放置，小车速度最大时橡皮筋的拉力与摩擦力相等，则此时橡皮筋仍处于伸长状态，小车未到达两铁钉连线，所以正确选项为B.(4)计算小车获得的速度应在小车匀速运动阶段，因此应取GK段进行计算．(5)从理论上讲，橡皮筋做的功Wn和物体速度vn变化的关系应是Wn∝v.为了验证这个理论的正确性，取Wn为纵坐标，v为横坐标，用描点法作出图线如图所示，在误差允许的范围内，图象是经过原点的一条直