探究功與速度的關(guān)系

1、.第六節(jié)實(shí)驗(yàn)：探究功與速度變化的第六節(jié)實(shí)驗(yàn)：探究功與速度變化的關(guān)系關(guān)系.一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、探究的思路二、探究的思路探究力?duì)物體做的功與速度變化的關(guān)系1. 研究對(duì)象是什么？研究對(duì)象是什么？某一個(gè)物體某一個(gè)物體2. 需要知道哪些物理量？需要知道哪些物理量？力對(duì)物體做的功力對(duì)物體做的功 W 和物體的速度和物體的速度 v3. 怎樣得到它們之間的關(guān)系？怎樣得到它們之間的關(guān)系？以力對(duì)物體做的功為縱坐標(biāo)和物體在該點(diǎn)的速以力對(duì)物體做的功為縱坐標(biāo)和物體在該點(diǎn)的速度度 v為橫坐標(biāo)畫(huà)圖象通過(guò)圖象找出它們之間的關(guān)為橫坐標(biāo)畫(huà)圖象通過(guò)圖象找出它們之間的關(guān)系系.鉤碼鉤碼小車(chē)小車(chē)細(xì)繩細(xì)繩紙帶紙帶打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

2、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板三、探究方案三、探究方案.GfFNFF2F1平衡摩擦力平衡摩擦力 把木板的一端墊高，使重力沿把木板的一端墊高，使重力沿斜面向下的分力與摩擦力平衡斜面向下的分力與摩擦力平衡 當(dāng)小車(chē)的質(zhì)量比鉤碼的質(zhì)量大很多當(dāng)小車(chē)的質(zhì)量比鉤碼的質(zhì)量大很多( M m ) 時(shí)，時(shí)，小車(chē)所受繩子的牽引力小車(chē)所受繩子的牽引力 F 近似地等于鉤碼的重力近似地等于鉤碼的重力 G。 這時(shí)，小車(chē)所受合力就這時(shí)，小車(chē)所受合力就等于繩子的牽引力等于繩子的牽引力 F.方案一的原理方案一的原理1. 本方案是怎樣提供拉力的？本方案是怎樣提供拉力的？研究對(duì)象是小車(chē)，由鉤碼提供拉力。研究對(duì)象是小車(chē)，由

3、鉤碼提供拉力。2. 怎樣計(jì)算功和速度？怎樣計(jì)算功和速度？用刻度尺測(cè)量紙帶得出運(yùn)動(dòng)距離用刻度尺測(cè)量紙帶得出運(yùn)動(dòng)距離 l，讀出鉤碼的，讀出鉤碼的重力重力G，則有，則有 W = Gl。速度可由紙帶上打出的點(diǎn)。速度可由紙帶上打出的點(diǎn)計(jì)算得出。計(jì)算得出。3. 如何得到多組數(shù)據(jù)？如何得到多組數(shù)據(jù)？改變拉力或改變距離可得到不同的多組數(shù)據(jù)。改變拉力或改變距離可得到不同的多組數(shù)據(jù)。.數(shù)據(jù)處理：1、用天平測(cè)出重物的質(zhì)量，求出重物的重力2、算出重力所做的功3、求出此物體的速度變化結(jié)論結(jié)論：W與與v2 2 成正比成正比.誤差分析：1、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與紙帶之間存在這摩擦力；2、測(cè)量長(zhǎng)度存在著誤差。.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄肯鹌そ顚?duì)小

4、車(chē)做功與小車(chē)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄肯鹌そ顚?duì)小車(chē)做功與小車(chē)速度的關(guān)系速度的關(guān)系實(shí)驗(yàn)器材：實(shí)驗(yàn)器材：橡皮筋、小車(chē)、電源橡皮筋、小車(chē)、電源木板、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、木板、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、鐵釘?shù)燃垘А㈣F釘?shù)葘?shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)方案( (二二) ).思考1：小車(chē)在木板上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，哪一階段橡皮小車(chē)在木板上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，哪一階段橡皮筋對(duì)小車(chē)做功？筋對(duì)小車(chē)做功？橡皮筋對(duì)小車(chē)橡皮筋對(duì)小車(chē)?yán)ψ龅墓δ芾ψ龅墓δ芊裰苯訙y(cè)量？否直接測(cè)量？橡皮筋的彈力是變力，橡皮筋的彈力是變力，且彈力與伸長(zhǎng)量的關(guān)系且彈力與伸長(zhǎng)量的關(guān)系也不嚴(yán)格遵守胡克定律，也不嚴(yán)格遵守胡克定律，不容易計(jì)算。不容易計(jì)算。橡皮筋被拉伸橡皮筋被拉伸直到恢復(fù)原長(zhǎng)直到恢復(fù)原長(zhǎng)的

5、過(guò)程中的過(guò)程中.第一次用第一次用一條一條橡皮筋拉小車(chē)橡皮筋拉小車(chē)第二次用第二次用兩條兩條完全相同的橡完全相同的橡皮筋并聯(lián)起來(lái)栓到小車(chē)上拉皮筋并聯(lián)起來(lái)栓到小車(chē)上拉小車(chē)，且使每條橡皮筋的伸小車(chē)，且使每條橡皮筋的伸長(zhǎng)都長(zhǎng)都和第一次的伸長(zhǎng)量一樣和第一次的伸長(zhǎng)量一樣做功做功W做功做功2W依次類(lèi)推，并聯(lián)依次類(lèi)推，并聯(lián)三條三條、四條四條橡皮筋，且拉伸橡皮筋，且拉伸的長(zhǎng)度都一樣，做的功為的長(zhǎng)度都一樣，做的功為3W、4W.橡皮筋的選擇？要選擇較細(xì)的、均勻的，彈性也比較一致的要選擇較細(xì)的、均勻的，彈性也比較一致的橡皮筋為好。橡皮筋為好。橡皮筋的個(gè)數(shù)不易過(guò)多。橡皮筋的個(gè)數(shù)不易過(guò)多。.如何使拉力做的功等于合力做的功？

6、如何使拉力做的功等于合力做的功？即如何抵消摩擦力即如何抵消摩擦力橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功是合力做的功嗎？橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功是合力做的功嗎？把木板的把木板的一端墊高，一端墊高，使重力沿使重力沿斜面向下斜面向下的力與摩的力與摩擦力平衡擦力平衡F阻阻FGF阻阻FN還有摩擦還有摩擦力做功力做功FF2F1.小車(chē)在木板上做什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)？小車(chē)在木板上做什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)？先加速后勻速運(yùn)動(dòng)先加速后勻速運(yùn)動(dòng)我們要取的速度是哪個(gè)階段的速度？我們要取的速度是哪個(gè)階段的速度？這個(gè)速度該如何測(cè)量？這個(gè)速度該如何測(cè)量？橡皮筋恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)的速度。利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，橡皮筋恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)的速度。利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，用橡皮筋恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)的一段位移與所

7、用時(shí)間用橡皮筋恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)的一段位移與所用時(shí)間的比值近似計(jì)算該點(diǎn)的瞬時(shí)速度的比值近似計(jì)算該點(diǎn)的瞬時(shí)速度.1 1、將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在一塊平板上，讓紙帶的一端、將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在一塊平板上，讓紙帶的一端夾在小車(chē)后端，另一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。將平板安夾在小車(chē)后端，另一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。將平板安裝有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端適當(dāng)墊高裝有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端適當(dāng)墊高，調(diào)整高度，直至，調(diào)整高度，直至輕推小車(chē)后使小車(chē)輕推小車(chē)后使小車(chē)恰能恰能在板上在板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)為止為止。2 2、將橡皮筋固定在小車(chē)前端。拉長(zhǎng)橡皮筋使小車(chē)位、將橡皮筋固定在小車(chē)前端。拉長(zhǎng)橡皮筋使小車(chē)位于于靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，處，記下

8、小車(chē)位置記下小車(chē)位置。接通打點(diǎn)計(jì)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源時(shí)器電源，釋放小車(chē)釋放小車(chē)。3 3、用、用2 2 條、條、3 3 條、條、4 4 條、條、5 5 條橡皮筋分別代替條橡皮筋分別代替1 1 條條橡皮筋重做實(shí)驗(yàn)，保證橡皮筋重做實(shí)驗(yàn)，保證每次釋放小車(chē)的位置相同每次釋放小車(chē)的位置相同，即橡皮筋被拉長(zhǎng)的長(zhǎng)度相同。即橡皮筋被拉長(zhǎng)的長(zhǎng)度相同。橡皮筋對(duì)小車(chē)做功分別為2W、3W、4W，將數(shù)據(jù)計(jì)入表格4 4、在上述實(shí)驗(yàn)打出的紙帶中，分別找出小車(chē)開(kāi)始、在上述實(shí)驗(yàn)打出的紙帶中，分別找出小車(chē)開(kāi)始近近似做勻速運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)似做勻速運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)，并分別測(cè)出勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度，并分別測(cè)出勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度v v1 1 、v v2 2 、v

9、 v3 3 、v v4 4 、v v5 5 。將數(shù)據(jù)計(jì)入表格.六、誤差分析六、誤差分析1由于忘記平衡摩擦力或沒(méi)有完全平衡摩擦力對(duì)實(shí)由于忘記平衡摩擦力或沒(méi)有完全平衡摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響驗(yàn)的影響2橡皮筋長(zhǎng)度、粗細(xì)不一，使得拉力及拉力的功橡皮筋長(zhǎng)度、粗細(xì)不一，使得拉力及拉力的功與條數(shù)不成正比帶來(lái)誤差與條數(shù)不成正比帶來(lái)誤差3紙帶上的點(diǎn)之間間距測(cè)量也會(huì)帶來(lái)誤差紙帶上的點(diǎn)之間間距測(cè)量也會(huì)帶來(lái)誤差七、注意事項(xiàng)七、注意事項(xiàng)1適度平衡小車(chē)受到的摩擦力；適度平衡小車(chē)受到的摩擦力；2每次實(shí)驗(yàn)小車(chē)都要從同一位置由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)；每次實(shí)驗(yàn)小車(chē)都要從同一位置由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)；3應(yīng)選擇規(guī)格相同的橡皮筋；應(yīng)選擇規(guī)格相同的橡皮筋；4

10、橡皮筋的拉伸長(zhǎng)度要適度；橡皮筋的拉伸長(zhǎng)度要適度；5使小車(chē)掛住橡皮筋的中點(diǎn)，放正小車(chē)，使小車(chē)沿使小車(chē)掛住橡皮筋的中點(diǎn)，放正小車(chē)，使小車(chē)沿木板的中間線運(yùn)動(dòng)木板的中間線運(yùn)動(dòng).1. 關(guān)于探究功與物體速度變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，下列敘述關(guān)于探究功與物體速度變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，下列敘述正確的是（正確的是（ ）A. 每次實(shí)驗(yàn)必須設(shè)法算出橡皮筋對(duì)小車(chē)做功的具體數(shù)值每次實(shí)驗(yàn)必須設(shè)法算出橡皮筋對(duì)小車(chē)做功的具體數(shù)值B. 每次實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度沒(méi)有必要保持一致每次實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度沒(méi)有必要保持一致C. 放小車(chē)的長(zhǎng)木板應(yīng)該盡量使其水平放小車(chē)的長(zhǎng)木板應(yīng)該盡量使其水平D. 先接通電源，再讓小車(chē)在橡皮筋的作用下彈出先接通

11、電源，再讓小車(chē)在橡皮筋的作用下彈出D.2. 在做在做“探究功與物體速度變化關(guān)系探究功與物體速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列的實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是說(shuō)法正確的是 ( )A. 通過(guò)改變橡皮筋的條數(shù)改變拉力做功的數(shù)值通過(guò)改變橡皮筋的條數(shù)改變拉力做功的數(shù)值B. 通過(guò)改變橡皮筋的長(zhǎng)度改變拉力做功的數(shù)值通過(guò)改變橡皮筋的長(zhǎng)度改變拉力做功的數(shù)值C. 通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來(lái)測(cè)定小車(chē)加速過(guò)程中獲通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來(lái)測(cè)定小車(chē)加速過(guò)程中獲得的最大速度得的最大速度D. 通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來(lái)測(cè)定小車(chē)加速過(guò)程中獲通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來(lái)測(cè)定小車(chē)加速過(guò)程中獲得的平均速度得的平均速度AC.3. 在在“探究力對(duì)物

12、體做功與速度變化的關(guān)系探究力對(duì)物體做功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)中每次橡皮筋的拉伸長(zhǎng)度都保持不變，這樣每次每次橡皮筋的拉伸長(zhǎng)度都保持不變，這樣每次 ( )A. 做的功一樣做的功一樣B. 每條橡皮筋做的功是一樣多每條橡皮筋做的功是一樣多C. 每條橡皮筋的彈性勢(shì)能是一樣的每條橡皮筋的彈性勢(shì)能是一樣的D. 產(chǎn)生的重力勢(shì)能相同產(chǎn)生的重力勢(shì)能相同BC.4. 為了計(jì)算由于橡皮筋做功而使小車(chē)獲得的速度，在某次為了計(jì)算由于橡皮筋做功而使小車(chē)獲得的速度，在某次實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)得到了下圖所示的一條紙帶，在實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)得到了下圖所示的一條紙帶，在 A、B、C、D 中應(yīng)該選用哪個(gè)點(diǎn)的速度才符合要求？中應(yīng)該選用哪個(gè)點(diǎn)的速度才符合要求？ 實(shí)驗(yàn)中所要求測(cè)量的速度應(yīng)該是橡皮筋作用完畢以后小車(chē)實(shí)驗(yàn)中所要求測(cè)量的速度應(yīng)該是橡皮筋作用