實(shí)驗(yàn)探究做功與速度變化的關(guān)系

實(shí)驗(yàn)探究做功與速度變化的關(guān)系第1頁，共23頁，2023年，2月20日，星期六情景導(dǎo)入第2頁，共23頁，2023年，2月20日，星期六實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.通過實(shí)驗(yàn)探究力對物體做的功與物體速度變化的關(guān)系

2.體會探究的過程和所用的方法第3頁，共23頁，2023年，2月20日，星期六設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)橡皮筋小車打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶木板鐵釘小組討論，你會設(shè)計(jì)一個(gè)怎樣的實(shí)驗(yàn)，來探究做功和速度變化之間的關(guān)系？第4頁，共23頁，2023年，2月20日，星期六思考小車在木板上運(yùn)動的過程中，哪一階段橡皮筋對小車做功？橡皮筋對小車?yán)ψ龅墓δ芊裰苯訙y量？橡皮筋的彈力是變力，且彈力與伸長量的關(guān)系也不嚴(yán)格遵守胡克定律，不容易計(jì)算。???CBA橡皮筋被拉伸直到恢復(fù)原長的過程中怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)才能解決這一問題?第5頁，共23頁，2023年，2月20日，星期六解決方案第一次用一條橡皮筋拉小車,設(shè)橡皮筋對小車做功為W第二次用兩條完全相同的橡皮筋并列栓到小車上拉小車，且使每條橡皮筋的伸長都和第一次的伸長量一樣，則橡皮筋以小車做的功為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……倍增法第6頁，共23頁，2023年，2月20日，星期六思考小車在木板上做什么性質(zhì)的運(yùn)動？先加速后勻速再減速我們要取的速度是哪個(gè)階段的速度？這個(gè)速度該如何測量？橡皮筋恢復(fù)原長時(shí)的速度。利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，用橡皮筋恢復(fù)原長時(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)速度第7頁，共23頁，2023年，2月20日，星期六在實(shí)驗(yàn)中小車要受到阻力，為了使橡皮筋的力為小車的合外力我們應(yīng)該怎么辦？思考把木板的一端墊高，使重力沿斜面向下的分力與摩擦力平衡第8頁，共23頁，2023年，2月20日，星期六4、在上述實(shí)驗(yàn)中打出的5條紙帶中，分別找出小車開始近似做勻速運(yùn)動的點(diǎn)，并分別測出勻速運(yùn)動時(shí)的速度v1、v2、v3、v4、v5。3、用2條、3條、4條、5條橡皮筋分別代替1條橡皮筋重做實(shí)驗(yàn)，保證每次釋放小車的位置相同，即橡皮筋被拉長的長度相同。1、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后端，另一端穿過打點(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，調(diào)整高度，直至輕推小車后使小車恰能在板上做勻速直線運(yùn)動為止。2、將橡皮筋固定在小車前端。拉長橡皮筋使小車位于靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，記下小車位置。接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，釋放小車。實(shí)驗(yàn)過程??CBA第9頁，共23頁，2023年，2月20日，星期六數(shù)據(jù)記錄實(shí)驗(yàn)次數(shù)橡皮筋做的功位移l/m時(shí)間間隔t/s勻速運(yùn)動時(shí)的速度v/(m/s)123454WW2W3W5W..........

彈力做功剛完畢時(shí)小車的速度用什么方法處理數(shù)據(jù)比較直觀?圖象法第10頁，共23頁，2023年，2月20日，星期六圖象法處理數(shù)據(jù)做W-v圖若為曲線若為直線，則W與v成正比做W-v2圖若為曲線若為直線，則W與v2成正比…………做W-v3圖……為什么不做

W-圖?1v第11頁，共23頁，2023年，2月20日，星期六實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345橡皮筋個(gè)數(shù)(根)12345對小車做功W2W3W4W5W小車獲得的速度V(m/s)0.751.001.251.401.60V20.56251.001.56251.962.56下面是某物理實(shí)驗(yàn)小組做的實(shí)驗(yàn)，測出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)第12頁，共23頁，2023年，2月20日，星期六數(shù)據(jù)處理第13頁，共23頁，2023年，2月20日，星期六數(shù)據(jù)處理表明W與v2成正比第14頁，共23頁，2023年，2月20日，星期六注意事項(xiàng)1、橡皮筋的選擇2、平衡摩擦力3、誤差分析4、橡皮筋的條數(shù)5、實(shí)驗(yàn)裝置的選取第15頁，共23頁，2023年，2月20日，星期六實(shí)驗(yàn)：探究功與速度變化的關(guān)系第16頁，共23頁，2023年，2月20日，星期六1、功的測量2、速度測量位移相同,力不同橡皮筋法力相同,位移不同重力法打點(diǎn)計(jì)時(shí)器光電門探究力對物體做功和速度變化的關(guān)系歸納與拓展

探究牛頓第二定律裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律裝置第17頁，共23頁，2023年，2月20日，星期六參考實(shí)驗(yàn)步驟1、按圖裝好實(shí)驗(yàn)器材，把木板稍微傾斜，平衡阻力2、先用一條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，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(jìn)行實(shí)驗(yàn)，保持每次實(shí)驗(yàn)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(jì)為W，第2次，第3次……計(jì)為2W，3W……5、對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行估算，大致判斷兩個(gè)量可能的關(guān)系，然后以W為縱坐標(biāo)，v，v2（或其它）為橫坐標(biāo)作圖。第18頁，共23頁，2023年，2月20日，星期六課堂練習(xí)1、本節(jié)是一個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)，探究的目的是A、探究力與物體運(yùn)動速度的關(guān)系B、探究力與物體運(yùn)動加速度的關(guān)系C、探究力對物體做功與物體加速度變化的關(guān)系D、探究力對物體做功與物體速度變化的關(guān)系D第19頁，共23頁，2023年，2月20日，星期六課堂練習(xí)2、對橡皮筋做的功來說，直接測量是有困難的，我們可以巧妙地避開這個(gè)難題而不影響問題的解決，只需要測出每次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋對小車做的功是第一次的多少倍，使用的方法是A、用同樣的力對小車做功，讓小車通過的距離依次是s、2s、3s……進(jìn)行第1次、第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)時(shí)，力對物體做的功就是W、2W、3W……B、讓小車通過相同的距離，第1次力為F、第2次力為2F、第3次力為3F……實(shí)驗(yàn)時(shí)，力對小車做的功就是W、2W、3W……C、選用相同的橡皮筋，在實(shí)驗(yàn)中每次橡皮筋拉伸的長度保持一致，當(dāng)用1條、2條、3條……同樣的橡皮筋進(jìn)行第1次、第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對物體做的功就是W、2W、3W……D、利用彈簧秤測量對小車的拉力F，利用直尺測量小車在力作用下移動的距離s，便可以求出每次實(shí)驗(yàn)中力對小車做的功，可控制為W、2W、3W……C第20頁，共23頁，2023年，2月20日，星期六課堂練習(xí)3、在本實(shí)驗(yàn)中，小車在運(yùn)動中會受到阻力作用，這樣，在小車沿木板滑行的過程中，除橡皮筋對其做功以外，還有阻力做功，這樣便會給實(shí)驗(yàn)帶來誤差，我們在實(shí)驗(yàn)中想到的辦法是，使木板略微傾斜，對于木板的傾斜程度，下面說法正確的是A、木板只要稍微傾斜一些即可，沒有什么嚴(yán)格的要求B、木板的傾斜程度在理論上應(yīng)滿足下列條件：即重力使物體沿斜面下滑的分力應(yīng)等于小車受到的阻力C、如果小車不受拉力時(shí)在滑行的木板上能做勻速運(yùn)動，這木板的傾斜程度是符合要求的D、其實(shí)木板不傾斜，問題也不大，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)總是存在誤差的BC第21頁，共23頁，2023年，2月20日，星期六課堂練習(xí)4、有一只小老鼠離開洞穴沿直線前進(jìn)，它的速度與到洞穴的距離成反比，當(dāng)它行進(jìn)到離洞穴距離為d1的甲處時(shí)速度為v1，試求：（1）老鼠行進(jìn)到離洞穴距離為d2的乙處時(shí)速度v2多大？（2）從甲處到乙處要用去多少時(shí)間？

體會圖象法在物理解題中的應(yīng)用第22頁，共23頁，2023年，2月20日，星期六解析：（1）由老鼠的速度與到洞穴的距離成反比，得v2