實(shí)驗(yàn)五探究功與速度變化的關(guān)系

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1、實(shí)驗(yàn)五探究功與速度變化的關(guān)系幺實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)?自主梳理一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究外力做功與物體速度變化的關(guān)系。2.通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，總結(jié)出外力做功與物體速度平方的正比關(guān)系。二、實(shí)驗(yàn)原理1.不是直接測(cè)量對(duì)小車(chē)做功，而是通過(guò)改變橡皮筋條數(shù)確定對(duì)小車(chē)做功W.2爐、3爐、…。2.由于橡皮筋做功而使小車(chē)獲得的速度可以由紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)出，也可以用其他方法測(cè)出。這樣，進(jìn)行若干次測(cè)量，就得到若干組功和速度的數(shù)據(jù)。3?以橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功為縱坐標(biāo)，分別以小車(chē)獲得的速度r2>…為橫坐標(biāo)，作出fV-v>W-v…曲線，分析這些曲線，可以得知橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功與小車(chē)獲得的速度的定量關(guān)系。三、實(shí)驗(yàn)器材小車(chē)（

2、前面帶小鉤）、長(zhǎng)木板（在兩側(cè)適當(dāng)?shù)膶?duì)稱(chēng)位置釘兩個(gè)鐵釘）、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、學(xué)生電源、導(dǎo)線（若使用電火花計(jì)時(shí)器則不用學(xué)生電源）、5條同規(guī)格的橡皮筋及毫米刻度尺。四、實(shí)驗(yàn)步驟1?儀器安裝:（1）按實(shí)驗(yàn)原理圖將儀器安裝好。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（2）平衡摩擦力：在長(zhǎng)木板有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端下面墊一木塊,反復(fù)移動(dòng)木塊的位置，直至小車(chē)上不掛橡皮筋時(shí)，輕推小車(chē)，紙帶打出的點(diǎn)間距均勻，即小車(chē)能做勻速直線運(yùn)動(dòng)為止。2.測(cè)量與記錄：(1)先用1條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出小車(chē)獲得的速度5,設(shè)此時(shí)橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功為爐，將這一組數(shù)據(jù)記入表格。(2)用2條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度與第一次相同，這

3、時(shí)橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功為2挈，測(cè)出小車(chē)獲得的速度02,將數(shù)據(jù)記入表格。(3)用3條、4條、…橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，用同樣的方法測(cè)出功和速度，記入表格。五、數(shù)據(jù)處理1.求速度：實(shí)驗(yàn)獲得如圖所示紙帶，利用紙帶上點(diǎn)跡均勻的一段測(cè)出兩點(diǎn)間的距離，如紙帶上/、C兩點(diǎn)間的距離X,貝恂=詡其中卩為打點(diǎn)周期)。2.記數(shù)據(jù):計(jì)算W.1W.30、【丨丨QABC…時(shí)對(duì)應(yīng)Q、於的數(shù)值,填入WVW2W3W4Wr5WV2V'1^丿1.作圖象：在坐標(biāo)紙上分別作出爐切和0“圖線，從中找出功與速度變化的關(guān)系。II4?得結(jié)論：從圖象分析外力對(duì)物體做功與物體速度變化的關(guān)系為六、誤差分析產(chǎn)生原因減小方法橡皮筋的長(zhǎng)度、粗細(xì)不同選擇

4、規(guī)格相同的橡皮條摩擦力做功平衡摩擦力適當(dāng)小車(chē)速度的測(cè)量誤差多次測(cè)量X,求平均值七、注意事項(xiàng)1?平衡摩擦力很關(guān)鍵，將木板一端墊高，使小車(chē)重力沿斜面向下的分力與摩擦阻力平衡。方法是輕推小車(chē)，由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打在紙帶上的點(diǎn)的均勻程度判斷小車(chē)是否勻速運(yùn)動(dòng)，找到木板一個(gè)合適的傾角。1.測(cè)小車(chē)速度時(shí)，紙帶上的點(diǎn)應(yīng)選均勻部分的，也就是選對(duì)應(yīng)小車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的那段紙帶。3?橡皮筋應(yīng)選規(guī)格一樣的。力對(duì)小車(chē)做的功以一條橡皮筋做的功為單位即可，不必計(jì)算出具體數(shù)值。1.小車(chē)質(zhì)量應(yīng)大一些，使紙帶上打的點(diǎn)多一些。么核心考點(diǎn)?師生共研考點(diǎn)1基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)［典題示例〕［例1］某同學(xué)現(xiàn)要用圖甲來(lái)“探究功與速度的關(guān)系”，

5、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率為50Hz,試分析下列問(wèn)題：(1)完成下列部分實(shí)驗(yàn)步驟所缺的內(nèi)容：①安裝好實(shí)驗(yàn)器材，開(kāi)始小車(chē)先不掛鉤碼，需要對(duì)小車(chē)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作。②給小車(chē)掛上鉤碼進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。圖乙是從多次實(shí)驗(yàn)中選出的一條紙帶置于一透明刻度尺上。在紙帶上選擇起始點(diǎn)O及力、B、C、D、E、F七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，可獲得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O的距離s,由圖乙讀得O到C點(diǎn)的位移為曲=cm。③由圖乙求出小車(chē)在各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度的大小5、如則在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下C點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度為s=m/so0I2-3456789

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38、山1?1

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43、紙帶運(yùn)動(dòng)方向1011~1

44、2~B11屮山1111屮1111111

45、屮1111111叫11111111叫1111

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48、51=1.5552=3.2055=9.40:—56=11.85單位:om⑵由圖乙可知小車(chē)在此次實(shí)驗(yàn)時(shí)的加速度大小為“=m/s2o(3)計(jì)算出打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下力、B、…、E時(shí)小車(chē)瞬時(shí)速度的平方訴、…、然后分別求出就、…、詬與訴的差值A(chǔ)詬、…、Ae?,最后計(jì)算出小車(chē)通過(guò)Sab、Sbc、…、Sde的位移時(shí)鉤碼重力對(duì)小車(chē)做的功爐1、爐2、…、叭,后得到了如圖丙所示的A汛駁圖象。通過(guò)圖象可得到的結(jié)論是⑷若圖線的斜率片18,則小車(chē)的質(zhì)量M=kg(結(jié)果保三位有效數(shù)字)。解析(1)①本實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)前首先要對(duì)

49、小車(chē)進(jìn)行平衡摩擦力的操作。②Sab=s’—$1=1.65cm,s^c=s3—$2=$3—3.20,Sde=^5—$4=2.25cm9Sef=^6—$5=2.45cmo根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律知Sbc—Sab=Sef—Sde,代入數(shù)據(jù)得曲=5?05cm?③由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得cm/s^0.49m/SoSrd7.15—3?20Vc=lT=4X0.02(1)由逐差法可得cm/sJ1.15m/s234oScf—Soc(11?85—5.10)—5.1022=希由此可求出小車(chē)的