物理 第七章 機械能守恒定律 第六節(jié) 探究功與速度變化的關(guān)系 新人教版必修2

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1、1 1、會用打點計時器打下的紙帶計算物體會用打點計時器打下的紙帶計算物體運動的速度運動的速度，學習利用物理圖象研究功與學習利用物理圖象研究功與物體速度變化的關(guān)系物體速度變化的關(guān)系。2 2、通過紙帶與打點計時器來探究功與速通過紙帶與打點計時器來探究功與速度的關(guān)系，體驗探究過程和物理學的研究度的關(guān)系，體驗探究過程和物理學的研究方法方法。第六節(jié)第六節(jié) 實驗：探究功與速度變化實驗：探究功與速度變化的關(guān)系的關(guān)系彈性勢能彈性勢能重力勢能重力勢能動能動能重力做功重力做功彈力做功彈力做功外力做功外力做功速度速度W WG GE EP1P1E EP2P2W WF FE EP1P1E EP2P2復習引入：復習引入：

2、實驗目的：實驗目的：通過實驗探究橡皮筋對小車做功與小通過實驗探究橡皮筋對小車做功與小車速度的關(guān)系車速度的關(guān)系實驗器材：實驗器材：橡皮筋、小車、木板、打點計時器、橡皮筋、小車、木板、打點計時器、鐵釘?shù)辱F釘?shù)认鹌そ钕鹌そ钚≤囆≤嚧螯c計時器打點計時器紙帶紙帶木板木板鐵釘鐵釘思考思考:小車在木板上運動的過程中，哪一階段橡皮小車在木板上運動的過程中，哪一階段橡皮筋對小車做功？筋對小車做功？橡皮筋對小車橡皮筋對小車拉力做的功能拉力做的功能否直接測量？否直接測量？橡皮筋的彈力是變力，且橡皮筋的彈力是變力，且彈力與伸長量的關(guān)系也不彈力與伸長量的關(guān)系也不嚴格遵守胡克定律嚴格遵守胡克定律 ，不，不容易計算。容易計

3、算。? ? ? ?C B A橡皮筋被拉伸橡皮筋被拉伸直到恢復原長直到恢復原長的過程中的過程中怎樣設計實驗才怎樣設計實驗才能解決這一問題能解決這一問題? ?解決方案解決方案: :第一次用第一次用一條一條橡皮筋拉小車橡皮筋拉小車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)起來栓到小車上拉皮筋并聯(lián)起來栓到小車上拉小車，且使每條橡皮筋的伸小車，且使每條橡皮筋的伸長都長都和第一次的伸長量一樣和第一次的伸長量一樣做功做功W W做功做功2W2W依次類推，并聯(lián)依次類推，并聯(lián)三條三條、四條四條橡皮筋，且橡皮筋，且拉伸的長度都一樣，做的功為拉伸的長度都一樣，做的功為3W3W、4W 4W 思考：思考：小

4、車在木板上做什么性質(zhì)的運動？小車在木板上做什么性質(zhì)的運動？先加速后勻速再減速先加速后勻速再減速我們要取的速度是哪個階段的速度？這個我們要取的速度是哪個階段的速度？這個速度該如何測量？速度該如何測量？橡皮筋恢復原長時的速度。利用打點計時橡皮筋恢復原長時的速度。利用打點計時器，用橡皮筋恢復原長時的一段位移與所器，用橡皮筋恢復原長時的一段位移與所用時間的比值近似計算該點的用時間的比值近似計算該點的瞬時速度瞬時速度。如何使拉力做的功等于合力做的功？即如何如何使拉力做的功等于合力做的功？即如何抵消摩擦力。抵消摩擦力。橡皮筋對小車做的功是合力做的功嗎？橡皮筋對小車做的功是合力做的功嗎？把木板的一端墊把木板

5、的一端墊高，使重力沿斜高，使重力沿斜面向下的力與摩面向下的力與摩擦力擦力平衡平衡F阻阻FGF阻阻FN還有摩擦力還有摩擦力做功做功FF2F12 2、將橡皮筋固定、將橡皮筋固定在小車前端。拉長在小車前端。拉長橡皮筋使小車位于橡皮筋使小車位于靠近打點計時器靠近打點計時器處，處，記下記下小車位置小車位置。接通打點計時器電源，釋放小車接通打點計時器電源，釋放小車。1 1、將打點計時器固定在一塊平板上，讓紙、將打點計時器固定在一塊平板上，讓紙帶的一端夾在小車后端，另一端穿過打點計帶的一端夾在小車后端，另一端穿過打點計時器。將平板安時器。將平板安裝有打點計時器的一端適當裝有打點計時器的一端適當墊高墊高，調(diào)整

6、高度，直至輕推小車后使小車，調(diào)整高度，直至輕推小車后使小車恰恰能能在板上在板上做勻速直線運動做勻速直線運動為止。為止。實驗過程：實驗過程：? ? ?C B A3 3、用、用2 2 條、條、3 3 條、條、4 4 條、條、5 5 條橡皮筋分條橡皮筋分別代替別代替1 1 條橡皮筋重做實驗，保證條橡皮筋重做實驗，保證每次釋每次釋放小車的位置相同放小車的位置相同，即橡皮筋被拉長的長，即橡皮筋被拉長的長度相同。度相同。實驗過程：實驗過程：? ? ?C B A4 4、在上述實驗中打出的、在上述實驗中打出的5 5 條紙帶中，分條紙帶中，分別找出小車開始別找出小車開始近似做勻速運動的點近似做勻速運動的點，并，

7、并分別測出勻速運動時的速度分別測出勻速運動時的速度v v1 1 、v v2 2 、v v3 3 、v v4 4 、v v5 5 。數(shù)據(jù)記錄：數(shù)據(jù)記錄：實驗實驗次數(shù)次數(shù)橡皮筋橡皮筋做的功做的功位移位移l /ml /m時間間隔時間間隔t /st /s勻速運動時的速勻速運動時的速度度v /(m/s)v /(m/s)1 12 23 34 45 54W4WW W2W2W3W3W5W5W. . . . . . . . . . 彈力做功剛完畢時彈力做功剛完畢時小車的速度小車的速度用什么方法處理用什么方法處理數(shù)據(jù)比較直觀數(shù)據(jù)比較直觀? ?圖象法處理數(shù)據(jù)圖象法處理數(shù)據(jù)做做W W - -v v 圖圖若為曲線若為曲

8、線若為直線，則若為直線，則W W與與v v成正比成正比做做W W- -v v2 2圖圖若為曲線若為曲線若為直線，則若為直線，則W W與與v v2 2成正比成正比做做W W- -v v3 3圖圖為什么不做為什么不做 W- W- 圖圖? ?V1數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)處理：W Wv /(m/s)v /(m/s)1 12 23 34 45 56 60.800.80 1.10 1.10 1.28 1.281.531.53 1.76 1.761.891.89W W- -v v圖圖0 00 0為什么圖象會通過原點為什么圖象會通過原點? ?W W- -v v2 2圖圖W W v v2 2/(m/(m2 2ss -2 -2) )0 00 01 10.64 0.64 2 21.211.213 31.641.644 42.342.345 53.103.106 63.573.57表明表明W W與與 v v2 2 成正比成正比數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)處理：1 1、橡皮筋的選擇橡皮筋的選擇2 2、平衡摩擦力平衡摩擦力 3 3、誤差分析誤差分析4 4、橡皮筋的條數(shù)橡皮筋的條數(shù)5 5、實驗裝置的選取實驗裝置的選取 注意事項：注意事項：