海头高级中学2012–2013学年高一下学期物理《第七章探究功与速度变化的关系》课件.ppt

* 第六节　实验：探究功与速度变化的关系 目标导航 学习目标：1.通过实验得出功与物体速度变化的关系． 2．明确实验原理，学会数据处理． 重点难点：用图象法处理实验数据． 新知初探·自主学习 一、探究目的 1.通过实验探究功与速度变化的关系． 2.体会探究的过程和所用的方法． 二、实验器材(针对课本P70“参考案例二”) 木板、小车、橡皮筋、打点计时器、电源、 纸带等． 学.科.网 三、探究思路 1.分析与猜测 (1)通过研究重力做的功，我们确立了重力势能的表达式，通过分析弹力做的功，我们探究了弹性势能的表达式，那么，要研究动能的变化,也要从力做功开始． (2)物体在力的作用下通过一段位移时，力会对物体做功，物体的速度也会发生变化，所以二者之间存在联系． 2.探究的思路 (1)要探究功与物体速度变化的关系，就要改变力对物体做的功，测出力对物体做不同功时物体的速度． (2)为简化实验，可将物体初速度设置为零，利用如图7－6－1所示的装置进行实验，通过橡皮筋来对小车做功W，通过打点计时器打在纸带上的点测量小车获得的速度v，然后分析功W与速度v的关系． 学.科.网 图7－6－1 四、探究步骤 1.按图7－6－1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……同样规格的橡皮筋做实验，并将橡皮筋拉伸的长度都和第一次相同,测出v2、v3、v4……，橡皮筋对小车做功分别为2W、3W、4W……将数据计入表格． 4.分析数据，尝试做W－v，W－v2等图象，探究W、v的关系． 学.科.网 要点探究·讲练互动 数据处理 1.速度数值的获得：实验获得的是如图7－6－2所示的纸带，为探究橡皮筋弹力做功与小车速度的关系，需要测量的是弹力做功结束时小车的速度，即小车做匀速运动的速度．所以，应该在纸带上测量的物理量是图中A1、A3间的距 学.科.网 下表是在探究功与速度变化的关系时得到的数据，请根据以下数据在图7－6－3中完成W－v，W－v2，W－v3图象，并由图象确定功与速度变化的关系. 例1 W(一条橡皮筋做的功) 1 2 3 4 5 6 7 8 v(m/s) 1.4 2.0 2.4 2.8 3.2 3.5 3.7 4.0 v2 v3 图7－6－3 【思路点拨】　作图时应注意合理确定标度，并将各点用平滑曲线或直线连接． 【精讲精析】　v2、v3的数值如下表所示： W 1 2 3 4 5 6 7 8 v(m/s) 1.4 2.0 2.4 2.8 3.2 3.5 3.7 4.0 v2(m2/s2) 1.96 4.0 5.76 7.84 10.24 12.25 13.69 16.0 v3(m3/s3) 2.74 8.0 13.82 21.95 32.77 42.88 50.65 64.0 W－v，W－v2，W－v3图象如图7－6－4所示． 由图可得力对物体做的功与速度的平方成正比. 图7－6－4 【答案】　见精讲精析 学.科.网 误差分析与注意事项 1.误差分析 (1)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． (2)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． (3)纸带上的点间距的测量也会带来误差． 2.注意事项 (1)适度平衡小车受到的摩擦力； (2)每次实验小车都要从同一位置由静止开始运动; (3)应选择规格相同的橡皮筋； (4)橡皮筋的拉伸长度要适度； (5)使小车挂住橡皮筋的中点，放正小车，使小车沿木板的中间线运动． 在用如图7－6－5所示的装置做“探究功与速度变化的关系”的实验时，下列说法正确的是________． 图7－6－5 例2 学.科.网 A．为了平衡摩擦力，实验中可以将长木板的左端适当垫高，使小车拉着穿过打点计时器的纸带自由下滑时能保持匀速运动 B．为简便起见，每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸的长度要一样 C．可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值 D．可以通过改变小车的质量来改变拉力做功的数值 * 离x，小车速度的表达式为v＝其中T是打点计即选择相邻距离基本相同的若干点A来计算小车匀速时的速度． 图7－6－22.计算W时对应的v…等数值填入下面表格W vn　　 W 2W 3W 4W 5W 3.逐一与W的一组数值对照判断W与v的可能关系或分别试探画出W与v与v与v与间关系的图象找出哪一组的图象是直线从而确定功与速度的正确关系． 【解题样板】　(1)各点速度由公式v＝v＝求出＝ m/s≈1.18 m/s 同理可求v　v　v(2)重力做的功由W＝mg求出．同理可WC