7-6实验：探究功和速度变化的关系.ppt

在初中我们已经学习了动能的概念，知道物体的动能与物体的速度密切相关，而物体速度的变化又与力对它做功有关．人对保龄球做功保龄球的速度变大，当其对外做功时，速度减小． 功与速度变化有什么定量关系呢？ 1．在探究功与物体速度变化的实验中需要的器材有__________________________________等． 2．当用2条、3条……同样的橡皮筋进行第2次、第3次……实验时，每次实验中橡皮筋拉伸长度都______________一致，以保证第2次、第3次……橡皮筋的功是________…… 3．根据实验数据作个W－v草图，大致判断两个量可能是什么关系．如果认为很可能是W∝v2，就作出W－v2曲线，如果这条曲线是________，就可以证明你的判断是正确的． 答案:1.木板、橡皮筋，打点计时器及电源，纸带 2．保持和第一次；2W、3W 3．一条直线 (1)在如图所示的装置中，释放小车，拉伸的橡皮筋对小车做功，使小车获得速度．第一次实验设橡皮筋对小车所做的功为W，后面的实验中都保持橡皮筋的拉伸长度与第一次一致．橡皮筋的条数分别为原来的2倍、3倍、…，橡皮筋对小车所做的功分别为2W、3W，… (2)由纸带和打点计时器分别测出小车获得的速度v1、v2、v3…… (3)以橡皮筋对小车做的功为纵坐标(以第一次实验时的功W为单位)，小车获得的速度为横坐标，作出W－v曲线． (1)小车运动中受到阻力，小车的速度在运动中是变化的．使木板倾斜，让小车不受橡皮条的拉力时匀速下滑，也就是平衡掉摩擦力． (2)橡皮条做功完毕后，小车匀速运动，则打在纸带上的点应是均匀分布的，利用纸带点间距和打点计时器记录的时间求出速度． 在本实验中，小车在运动中会受阻力作用．这样，在小车沿木板滑行的过程中，除橡皮筋对其做功以外，还有阻力做功，这样便会给实验带来误差，我们在实验中想到的办法是，使木板略微倾斜，对于木板的倾斜程度，下面说法正确的是 (　　) A．木板只要稍微倾斜一下即可，没有什么严格的要求 B．木板的倾斜角度在理论上应满足下面条件：即重力使物体沿斜面下滑的分力应等于小车受到的阻力 C．如果小车在滑行的木板上不受拉力的情况下能做匀速运动，则木板的倾斜程度是符合要求的 D．其实木板不倾斜，问题也不大，因为实验总是存在误差的 答案：BC 解析：实验中探究的是橡皮筋对小车做功与小车速度变化间的关系，但是由于实验过程中存在摩擦力做功，必然会导致误差增大，为了消除这个因素的影响，采用了平衡摩擦力的方法．这样就要求重力的下滑分力与摩擦力等大反向，而不是随意的倾角．是否达到这一要求的依据就是看一看小车在不受拉力的情况下是否能匀速运动. 先对测量数据进行估计，或者作出W－v草图，大致判断两个量可能有什么关系．如果认为有可能是W∝v2，就对每一个速度值算出它的二次方，然后以W为纵坐标，v2为横坐标作图(不是以v为横坐标)．如果这样作出的图象是一条直线，说明两者关系真的是W∝v2…… (1)误差来源：一是由于忘记平衡摩擦力或没有完全平衡摩擦力对实验的影响，二是橡皮筋长度、粗细不一，使得拉力及拉力的功与条数不成正比带来误差，三是纸带上所打点的间距测量也会带来误差．四是描点不准带来误差． (2)减小误差的办法 ①实验前要先平衡摩擦力． ②尽量选用同一规格的橡皮筋． ③选用间距均匀的几个间隔，测量其总长度，求得平均速度． ④描点时既要观察各点的位置关系，又要考虑应有的函数关系，若拉力大，小车速度大，点数少，可能使W与v成线性关系，控制小车速度，加大纵坐标单位长度，可减小误差． 关于探究功与物体速度变化的关系实验中，下列叙述正确的是 (　　) A．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值 B．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致 C．放小车的长木板应该尽量使其水平 D．先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出 解析：本实验没有必要测出橡皮筋做的功到底是多少焦耳，只要测出以后各次实验时橡皮筋做的功是第一次实验时的多少倍就已经足够了，A错；每次实验橡皮筋拉伸的长度必须保持一致，只有这样才能保证以后各次实验时，橡皮筋做的功是第一次实验时的整数倍，B错；小车运动中会受到阻力，只有使木板倾斜到一定程度，才能减小误差，C错；实验时，应该先接通电源，让打点计时器开始工作，然后再让小车在橡皮筋的作用下弹出，D正确． 答案：D 点评：做实验前，要先了解探究的内容、思路、方法，才能对实验中存在的问题进行正确处理． 下面是本实验的步骤，其合理顺序是________． ①将小车拉至图中C处，使AB和BC间距离大致相等，接通打点计时器电源，放开小车，小车带动纸带运动，打下一系列的小点，由纸带分析求出小车通过B位置时的速度v，设第1次橡皮筋对小车做的功为W.