必修二76实验：探究功和物体动能的关系.ppt

7.6实验：探究功和物体动能的关系 复习 弹性势能 重力势能 动能 重力做功 弹力做功 外力做功 速度 WG＝EP1－EP2 WF＝EP1－EP2 物体的动能与它的速度是密切相关 速度的变化又与它的受力有关 所以，我们这一节通过实验，探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系 1.测量橡皮筋对小车做的功W 2.测量由于橡皮筋做功而使小车获得的速度v 3.数据处理，寻找W与v的关系 探究思路 一.实验目的：通过实验探究橡皮筋对小车 做功与小车速度的关系 二.实验器材：橡皮筋、小车、木板、打点计 时器、铁钉等 橡皮筋 小车 打点计时器 纸带 木板 铁钉 1.在实验探究中，应如何对物体做功？ 2.否需要测出橡皮筋做功的具体数值？可以怎样做？ 3.小车在木板上运动时会受到阻力，需要平衡摩擦 力吗？为什么？应该如何平衡？ 4.应该如何来测量物体的速度？测量哪一阶段的速 度？ 5.实验完毕后，用什么方法分析橡皮筋对小车做的 功和小车速度的关系？ 第一次用一条橡皮筋拉小车 第二次用两条完全相同的橡皮筋并联起来栓到小车上拉小车，且使每条橡皮筋的伸长都和第一次的伸长量一样 做功W 做功2W 依次类推，并联三条、四条……橡皮筋，且拉伸的长度都一样，做的功为3W、4W …… 倍增法 三.实验过程 1.测量橡皮筋所做的功W 利用倍数关系可以巧妙地避开直接测量变力做功的问题 橡皮筋的弹力做功不不容易计算，然而改变橡皮筋的条数，保持小车相同的运动距离，则弹力功的大小与橡皮筋的条数成正比。即，橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W…… 如何使拉力做的功等于合力做的功？即如何抵消摩擦力。 思考 橡皮筋对小车做的功是合力做的功吗？ 把木板的一端垫高，使重力沿斜面向下的力与摩擦力平衡 F阻 F 还有摩擦力做功 G F阻 FN F G2 G1 平衡摩擦力,轻推小车小车能匀速运动 G1 ＝ F阻 Gsinθ＝μGcosθ tanθ＝μ 小车在木板上做什么性质的运动？ 先加速后匀速 我们要取的速度是哪个阶段的速度？这个速度该如何测量？ 匀速运动阶段的速度 2.测量小车的速度v 小车在木板上运动的过程中，哪一阶段橡皮筋对小车做功？ ? ? ? C B A 橡皮筋被拉伸直到恢复原长的过程中 弹性势能完全转换为动能 思考 应该选后段点间距均匀的点 1.平衡摩擦力后打出的点迹是怎样的？ 2.我们应该选取纸带上的哪部分点计算小车获得的速度？ 思考：若未平衡摩擦力，请定性画出所得纸带是怎样的？ A B C D E F G 思考 得到的数据应该怎么处理？ w 0 1W 2W 3W 4W 5W 6W v 0 0.8 1.1 1.28 1.53 1.76 1.89 v2 0 0.64 1.21 1.64 2.34 3.1 3.57 某同学在探究功与物体速度变化的关系时得到了W- v的一组数据如下： 请同学们帮这位同学分析W与v之间的关系 四.数据处理 结论：过原点的直线，说明 即功与物体的速度的平方成正比。 1.小车在木板上运动时会受到阻力，可以 采用什么方法进行补偿？ 2.测量橡皮筋拉力做功时利用倍数关系巧 妙地避开直接测量变力做功的问题（但 必须注意实验时，每次拉长橡皮筋的长 度应该相等。 3.纸带上的点距并不都是均匀的，应该采 用那些点距来计算小车的速度？为什么？ 误差是不可避免的，但我们可以尽量减少它。我们需要注意： 1.准备橡皮筋 市售的橡皮筋规格不满足实验要求，而且用至4根以上时弹力过大，使打出的纸带点数过少，以致找不出小车在不受弹力做匀速时所打出的点。可以选择服装中使用的多股橡皮筋的松紧带，外形有带状和圆柱状。 3.在长木板上，小车、铁钉、打点计时器的位置应调整适当，以保证打在纸带上的点便于处理，求出小车运动的速度。 2.平衡摩擦力时，可使木板略微倾斜，作为补偿。 4.小车的质量较小，当用多条橡皮筋时，打出的点过少，应改用质量稍大的小车（或可加砝码），以保证打出的点便于处理。 5.纸带上的点并不是均匀的，应该选用点迹均匀的部分来确定小车的速度。 * 2003年在（五）分析综合能力中增加 * * * * * 2003年在（五）分析综合能力中增加 * * * *