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《7.6 實驗：探究功與速度變化的關系》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第七章機械能守恒定律第六節(jié)實驗：探究功與速度變化的關系人教版必修2彈性勢能重力勢能動能重力做功彈力做功外力做的總功速度？WG＝EP1－EP2WF＝EP1－EP2復習引入物體的動能與它的速度是密切相關速度的變化又與它的受力有關所以，我們首先來探究：力對物體做的總功W總與物體速度變化的關系鉤碼小車細繩紙帶打點計時器一端附有定滑輪的長木板探究方案方案一：方案一的原理：讓小車在繩子的拉力作用下由靜止開始做勻加速運動,用紙帶記錄下速度v1、v2,拉力做功分別為W1、W2,①保持滑塊質量和所掛鉤碼的質量不變，②保證繩子對滑塊的拉力保持不變，讓滑塊從同一位置出發(fā),同樣記錄下其它實驗數(shù)據(jù)
2、。注意：要繩子的拉力等于小車受的合力必須滿足①平衡摩擦力②小車質量M>>鉤碼的質量mF阻FGF阻FNFF2F1平衡摩擦注意：要想使合力做功等于拉力做功需要平衡摩擦力，方法是將遠離滑輪的一端墊高，使重力沿斜面向下的分力等于摩擦力。方案一的改進：使用氣墊導軌無摩擦力不需要平衡摩擦力橡皮筋小車打點計時器紙帶木板鐵釘方案二：器材：木板、小車、橡皮筋(若干根）、打點計時器、電源、紙帶、釘子1枚探究的思路1、如何測量外力對小車做的總功滿足什么條件橡皮筋對小車做的功W才等于總功2、如何測量由于橡皮筋做功而使小車獲得的速度v3、如何數(shù)據(jù)處理，尋找W與v的關系探究的技巧1、測量橡皮筋對小車
3、做的功W問題a：橡皮筋對小車做的功如何測量？F為變力，做的功很難測量。問題b：探究過程中，我們是否需要測出橡皮筋做功的具體數(shù)值？措施：設法讓橡皮筋每次對小車做的功分別為W、2W、3W……問題c：每次實驗中橡皮筋拉伸的長度有什么要求？不需要相同解決方案第一次用一條橡皮筋拉小車第二次用兩條完全相同的橡皮筋并聯(lián)起來栓到小車上拉小車，且使每條橡皮筋的伸長都和第一次的伸長量一樣做功W做功2W依次類推，并聯(lián)三條、四條……橡皮筋，且拉伸的長度都一樣，做的功為3W、4W……如何使拉力做的功等于合力做的功？即如何抵消摩擦力。橡皮筋對小車做的功是合力做的功嗎？把木板的一端墊高，使重力沿斜面向
4、下的力與摩擦力平衡F阻FGF阻FN還有摩擦力做功FF2F1思考探究的技巧2，小車在木板上運動時會受到阻力，可以采用什么方法進行去除？使木板稍微傾斜，用重力的分力來平衡小車運動過程中受到的阻力。具體做法：小車前方不連橡皮筋，在木板后方下墊一小木塊，反復移動木塊的位置直到小車帶著紙帶做勻速直線運動，表明摩擦力與重力沿斜面的分力平衡。小車勻速的判斷方法：打出的紙帶點跡均勻。思考小車在木板上做什么性質的運動？先加速后勻速我們要取的速度是哪個階段的速度？這個速度該如何測量？橡皮筋恢復原長時的速度（也為勻速時的速度）。利用打點計時器，用橡皮筋恢復原長時的一段位移與所用時間的比值作為該
5、點的瞬時速度2、測量由于橡皮筋做功而使小車獲得的速度v問題：如何測量小車的速度？利用打點計時器打出的紙帶問題：紙帶上打出的點并不都是均勻的，應該采用那些點來計算小車的速度？為什么？取點跡清晰且間距均勻的部分即勻速時的速度。例:為研究功與物體速度變化的關系，在某次實驗中某同學得到了如圖所示的一條紙帶,（1）應選哪些點間距進行測量？（2）怎樣根據(jù)測得的數(shù)據(jù)進行確定小車的速度？........ABCDEFG（1）選用DE段（2）V=LDE/tDE3、數(shù)據(jù)處理，尋找W與v的關系問題：如何找到功與速度的關系？方法一：計算法方法二：圖像法比較麻煩簡便直觀，可以減少偶然誤差畫W－v圖像
6、此圖像是曲線無法看出W、v的關系畫W－v2圖像此圖像是直線能直觀看出W、v的關系結論彈簧彈力對小車做的功與速度的平方成正比注：這里的彈力就是物體受到的合外力因為小車從靜止開始運動，初速度為零，末速度就是小車速度的變化。拓展：如果小車的初速度不為零，功與速度之間應該有什么樣的關系？方案二的實驗步驟1、按圖裝好實驗器材，把木板稍微傾斜，平衡阻力2、先用一條橡皮筋做實驗，把橡皮筋拉長到一定的位置，理好紙帶，接通電源，釋放小車。3、換用紙帶，改用2條、3條……同樣的橡皮筋進行實驗，保持每次實驗中橡皮筋拉長的長度相同。4、由紙帶算出小車獲得的速度，把小車第一次獲得的功計為W，第2次
7、，第3次……計為2W，3W……5、對測量數(shù)據(jù)進行估算，大致判斷兩個量可能的關系，然后以W為縱坐標，v，v2（或其它）為橫坐標作圖。方案二注意問題：1，本實驗是探究總功W總與速度的關系所以必須平衡摩擦力才有W橡皮筋=W總2，平衡摩擦力的方法和標準3，不需要求出每次功的具體值，只需要弄清每次功的倍數(shù)的關系W、2W、3W…..4,正確選擇紙帶上的點來計算速度（應選擇均勻的點跡計算速度）5，如何用圖像處理數(shù)據(jù)（應先W－v圖像，再W－v2圖像課堂練習1、本節(jié)是一個探究性實驗，探究的目的是A、探究力與物體運動速度的關系()B、探究力與物體
