高中物理 第7章 機(jī)械能守恒定律 第6節(jié) 實(shí)驗(yàn)：探究功與速度變化的關(guān)系課件 新人教版必修2.ppt

成才之路 · 物理,路漫漫其修遠(yuǎn)兮 吾將上下而求索,人教版 · 必修2,機(jī)械能守恒定律,第七章,第六節(jié) 實(shí)驗(yàn)：探究功 與速度變化的關(guān)系,第七章,1在如圖所示的裝置中，釋放小車，拉伸的橡皮筋對(duì)小車做功，使小車獲得速度。第一次實(shí)驗(yàn)設(shè)橡皮筋對(duì)小車所做的功為W，后面的實(shí)驗(yàn)中都保持橡皮筋的拉伸長(zhǎng)度與第一次_。橡皮筋的條數(shù)分別為原來的2倍、3倍，橡皮筋對(duì)小車所做的功分別為_W、_W,探究思路,一致,2,3,2由紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器分別測(cè)出小車獲得的速度v1、v2、v3 3以橡皮筋對(duì)小車做的功為_坐標(biāo)(以第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的功W為單位)，小車獲得的速度為_坐標(biāo)，作出Wv曲線。,縱,橫,一條直線,v2,1小車運(yùn)動(dòng)中受到阻力，小車的速度在運(yùn)動(dòng)中是變化的。使木板傾斜，讓小車不受橡皮條的拉力時(shí)_下滑，也就是_摩擦力。 2橡皮條做功完畢后，小車勻速運(yùn)動(dòng)，則打在紙帶上的點(diǎn)應(yīng)是_分布的，利用紙帶點(diǎn)_和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄的_求出速度。,操作的技巧,勻速,平衡掉,均勻,間距,時(shí)間,先對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行估計(jì)，或者作出Wv草圖，大致判斷兩個(gè)量可能有什么關(guān)系。如果認(rèn)為有可能是Wv2，就對(duì)每一個(gè)速度值算出它的二次方，然后以_為縱坐標(biāo)，_為橫坐標(biāo)作圖(不是以v為橫坐標(biāo))。如果這樣作出的圖象是_，說明兩者關(guān)系真的是Wv2,數(shù)據(jù)的處理,W,v2,一條直線,一、實(shí)驗(yàn)器材 木板、小車、橡皮筋(若干)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、低壓交流電源、紙帶、刻度尺等。 二、實(shí)驗(yàn)步驟 1按實(shí)驗(yàn)要求安裝好實(shí)驗(yàn)儀器。 2平衡摩擦力：將安裝有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的長(zhǎng)木板的一端墊起，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，不掛橡皮筋，閉合電源，輕推小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出間隔均勻的點(diǎn)。,3第一次先用一條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出小車獲得的速度v1，設(shè)此時(shí)橡皮筋彈力對(duì)小車做功為W，并將得到的數(shù)據(jù)記入表格。 4換用2條、3條、4條同樣的橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，并將橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度都和第一次相同，測(cè)出v2、v3、v4，橡皮筋對(duì)小車做功分別為2W、3W、4W將數(shù)據(jù)記入表格。 5分析數(shù)據(jù)，嘗試做Wv，Wv2等圖象，探究W、v的關(guān)系。,四、誤差分析 1誤差來源：一是由于忘記平衡摩擦力或沒有完全平衡摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，二是橡皮筋長(zhǎng)度、粗細(xì)不一，使得拉力及拉力的功與條數(shù)不成正比帶來誤差，三是紙帶上所打點(diǎn)的間距測(cè)量也會(huì)帶來誤差。四是描點(diǎn)不準(zhǔn)帶來誤差。,2減小誤差的辦法 (1)實(shí)驗(yàn)前要先平衡摩擦力。 (2)盡量選用同一規(guī)格的橡皮筋。 (3)選用間距均勻的幾個(gè)間隔，測(cè)量其總長(zhǎng)度，求得平均速度。 (4)描點(diǎn)時(shí)既要觀察各點(diǎn)的位置關(guān)系，又要考慮應(yīng)有的函數(shù)關(guān)系，若拉力大，小車速度大，點(diǎn)數(shù)少，可能使W與v呈線性關(guān)系，控制小車速度，加大縱坐標(biāo)單位長(zhǎng)度，可減小誤差。,五、注意事項(xiàng) 1平衡摩擦力的方法：將木板一端墊高，輕推小車，由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打在紙帶上的點(diǎn)的均勻程度判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)，找到木板的一個(gè)合適的傾角。 2測(cè)小車速度時(shí)，紙帶上的點(diǎn)應(yīng)選均勻部分的，也就是選小車做勻速運(yùn)動(dòng)的。 3橡皮筋應(yīng)選規(guī)格一樣的，力對(duì)小車做的功以一條橡皮筋做的功為單位即可，不必計(jì)算出具體數(shù)值。 4每次釋放小車時(shí)，都要讓它從同一位置由靜止開始運(yùn)動(dòng)。 5小車質(zhì)量應(yīng)大一些，使紙帶上打的點(diǎn)多一些。,對(duì)實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)過程的考查,(1)除了圖中已有的實(shí)驗(yàn)器材外，還需要導(dǎo)線、開關(guān)、刻度尺和_。,(2)實(shí)驗(yàn)中，小車會(huì)受到摩擦阻力的作用，可以使木板適當(dāng)傾斜來平衡摩擦阻力，則下面操作正確的是_。 A放開小車，能夠自由下滑即可 B放開小車，能夠勻速下滑即可 C放開拖著紙帶的小車，能夠自由下滑即可 D放開拖著紙帶的小車，能夠勻速下滑即可,(3)若木板水平放置，小車在兩條橡皮筋作用下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小車速度最大時(shí)，關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置，下列說法正確的是_。 A橡皮筋處于原長(zhǎng)狀態(tài) B橡皮筋仍處于伸長(zhǎng)狀態(tài) C小車在兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線處 D小車已過兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線 (4)在正確操作情況下，打在紙帶上的點(diǎn)，并不都是均勻的，為了測(cè)量小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的_部分進(jìn)行測(cè)量(根據(jù)上面所示的紙帶回答，填入相應(yīng)段的字母)。,解析：(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交流電源。 (2)平衡摩擦力的目的是讓拖著紙帶的小車沿木板勻速下滑，即使小車的重力沿木板向下的分力與摩擦力相抵消。 (3)因?yàn)槟景逅椒胖?，故摩擦力沒有被平衡掉，當(dāng)小車速度最大時(shí)，F(xiàn)彈Ff，故橡皮筋有彈力，處于伸長(zhǎng)狀態(tài)。 (4)求速度應(yīng)按紙帶中小車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)所打點(diǎn)的部分來求。 答案：(1)交流電源(或?qū)W生電源) (2)D (3)B (4)GK(選取勻速部分均為正確),(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與學(xué)生電源按圖乙連接，正確的連接是_(填“A”或“B”)。,(2)關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的下列要求和操作中，必須保證_； A每根橡皮筋的粗細(xì)和原長(zhǎng)必須盡可能相同 B用天平測(cè)量小車的質(zhì)量 C每次實(shí)驗(yàn)時(shí)小車都必須從同一個(gè)位置由靜止釋放 D在接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的同時(shí)釋放小車,(3)實(shí)驗(yàn)中木板略微傾斜，這樣做_。 A是為了釋放小車后，小車能勻加速下滑 B防止紙帶上打點(diǎn)不清晰 C可使得橡皮筋做的功等于合力對(duì)小車做的功 D可使得橡皮筋松弛后小車做勻速運(yùn)動(dòng) (4)下圖是某次實(shí)驗(yàn)得到的一段紙帶，由此可算出小車獲得的速度大小為_m/s。(保留兩位有效數(shù)字) 答案：(1)B (2)AC (3)CD (4)0.75,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法,解析：通過試探與分析，確定W與v的關(guān)系：先試探畫出Wv圖象，大致判斷一下W與v的關(guān)系，再畫出其他的圖象，找出哪一組的圖象是直線，從而確定功與速度的最終關(guān)系。Wv圖象如下圖所示。,解析：v2、v3的數(shù)值如下表所示：,創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),答案：BD,