高中物理（新人教必修二）：第七章 6《實驗 探究功與速度變化的關(guān)系》

歡迎進入物理課堂 6 實驗 探究功與速度變化的關(guān)系 1 探究功與速度變化的關(guān)系的思路 靜止 1 使平板上的小車在力的作用下從 開始運動 測量力的大小及小車 改變力的大小或小車運動的距離 也就改變了 2 小車的速度可以由 和紙帶測出 3 以 為縱坐標(biāo) 以 為橫坐標(biāo) 作出圖線 由圖線特征了解兩者的定量關(guān)系 功W 速度v 在力的作用下運動的距離 力對小車做的功 打點計時器 2 操作技巧 均勻 相同 一條直線 1 平衡摩擦力 如果紙帶上打出的點距是 的 說明紙帶的運動是勻速的 小車重力沿斜面方向的分力就剛好平衡了小車所受的摩擦力 2 選擇紙帶 對紙帶上的點進行分析 選擇若干個相鄰距離基本 的點作為小車勻速運動階段的點 用這些點計算小車的速度 3 數(shù)據(jù)處理 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出W v草圖 大致判斷兩個量可能是什么關(guān)系 如果認(rèn)為很可能是W v2 就作出W v2圖線 如果圖線是 就可以證明你的判斷是正確的 實驗原理 探究功與物體速度變化的關(guān)系 可通過改變力對物體做的功 測出力對物體做功不同時物體的速度 為了簡化實驗 可將物體的初速度設(shè)置為零 可用如圖7 6 1所示的裝置進行實驗 通過增加橡皮筋的根數(shù)使橡皮筋對小車做的功成倍增加 再通過打 點計時器和紙帶來測量每次實驗后小車的末速度v 圖7 6 1 實驗器材 小車 長木板 橡皮筋 刻度尺 打點計時器 紙帶等 實驗步驟 1 先將長木板置于水平桌面上 再將打點計時器固定在長木板上 讓紙帶的一端夾在小車后端 另一端穿過打點計時器 將長木板安裝有打點計時器的一端適當(dāng) 直至輕推小 車后小車恰能在板上做 運動 勻速直線 2 先用1根橡皮筋做實驗 拉長橡皮筋使小車靠近打點計時器 接通打點計時器的電源 釋放小車 記錄橡皮筋做的功W和求出小車獲得的速度v1 墊高 3 用2根 3根 的橡皮筋分別代替1根橡皮筋重復(fù)實驗 保證每次釋放小車的位置 即橡皮筋每次拉伸的長度都 以保證第2次 第3次 橡皮筋做的功是 記錄數(shù)據(jù) 并分別求出小車相應(yīng)獲得的速度v2 v3 數(shù)據(jù)處理 1 測量小車的速度 實驗獲得如圖7 6 2所示的紙帶 為探究橡皮筋彈力做功和小車速度的關(guān)系 需要測量彈力做功結(jié)束時小車的速度 即小車做勻速運動的速度 所以應(yīng)在紙帶上測量的物理量是A1 A2間的距離x 小車速度的表達式是v 打點計時器的時間間隔為T 相同 相同 保持一致 2W 3W 2 實驗數(shù)據(jù)記錄 自己設(shè)計一個記錄數(shù)據(jù)的表格 3 實驗數(shù)據(jù)處理及分析 在坐標(biāo)紙上畫出W v和W v2圖線 第1次橡皮筋做的功W為縱軸的單位長度 實驗結(jié)論 功與物體速度變化的關(guān)系為W v2 圖7 6 2 例1 在做 探究功與速度變化的關(guān)系 的實驗時 小車的質(zhì)量為m 使用橡皮筋6根 每次增加一根 實驗中W v和v2的數(shù)據(jù)已填在下面的表格中 1 試在圖7 6 3中作出圖象 圖7 6 3 2 從圖象可以得出的實驗結(jié)論是 解析 以W為縱坐標(biāo) v為橫坐標(biāo) 作出W v圖象 圖7 6 4甲 以W為縱坐標(biāo) v2為橫坐標(biāo) 作出W v2圖象 圖乙 從圖乙中可看出 W與v2成正比 圖7 6 4 答案 1 如圖7 6 4甲和乙所示 W與v2成正比 例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難題而不影響問題的解決 只需要測出每次實驗時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 進行實驗時 力對小車做的功就分別是W 2W 3W B 讓小車通過相同的距離 所用的力分別為F 2F 3F 進行實驗時 力對小車做的功就分別是W 2W 3W C 在實驗中每次橡皮筋拉伸的長度保持一致 當(dāng)用1條 2條 3條 同樣的橡皮筋進行實驗時 橡皮筋對小車做的功就分別是W 2W 3W D 利用彈簧測力計測量對小車的拉力F和小車在拉力作用下移動的距離s 便可以求出每次實驗中力對小車做的功 可控制為W 2W 3W 解析 橡皮筋對小車的作用力是個變力 其力的變化不好控制 且其做的功無法直接用公式進行計算 故A B選項可行性均不高 C選項操作方便 且不用計算橡皮筋具體做的功 D選項的操作不可取 答案 C 觸類旁通 1 關(guān)于 探究功與速度變化的關(guān)系 的實驗 下列說法正 確的是 D A 每次實驗必須設(shè)法算出橡皮筋對小車做功的具體數(shù)值B 每次實驗中 橡皮筋拉伸的長度沒有必要保持一致C 應(yīng)該盡量使長木板保持水平D 接通打點計時器電源 再讓小車在橡皮筋的作用下彈出 2 在 探究功與速度變化的關(guān)系 的實驗中作出的W v 圖象 應(yīng)為下列圖中的 B 解析 由實驗數(shù)據(jù)得出W與v2成正比 所以根據(jù)數(shù)學(xué)知識可知W v圖象是拋物線 且開口向上 故選B 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全