【联盟教学资源】2013高中物理(新人教必修二)同步课件：第七章6《实验探究功与速度变化的关系》.ppt

6．实验：探究功与速度变化的关系 1．探究功与速度变化的关系的思路： 静止 (1)使平板上的小车在力的作用下从________开始运动，测 量力的大小及小车________________________，改变力的 大小或小车运动的距离，也就改变了________________. (2)小车的速度可以由______________和纸带测出． (3)以________为纵坐标，以________为横坐标，作出图线， 由图线特征了解两者的定量关系. 功 W 速度 v 在力的作用下运动的距离 力对小车做的功 打点计时器 2．操作技巧： 均匀 相同 一条直线 (1)平衡摩擦力．如果纸带上打出的点距是________的，说 明纸带的运动是匀速的，小车重力沿斜面方向的分力就刚好平 衡了小车所受的摩擦力. (2)选择纸带．对纸带上的点进行分析，选择若干个相邻距 离基本________的点作为小车匀速运动阶段的点，用这些点计 算小车的速度. 3．数据处理：根据实验数据作出 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 图线，如果图线是________，就可以证明你的判断是正确的. 【实验原理】 探究功与物体速度变化的关系，可通过改变力对物体做的功， 测出力对物体做功不同时物体的速度．为了简化实验，可将物体 的初速度设置为零，可用如图 7－6－1 所示的装置进行实验，通 过增加橡皮筋的根数使橡皮筋对小车做的功成倍增加，再通过打 点计时器和纸带来测量每次实验后小车的末速度 v. 图 7－6－1 【实验器材】 小车、长木板、橡皮筋、刻度尺、打点计时器、纸带等． 【实验步骤】 (1)先将长木板置于水平桌面上，再将打点计时器固定在长 木板上，让纸带的一端夹在小车后端，另一端穿过打点计时器． 将长木板安装有打点计时器的一端适当________，直至轻推小 车后小车恰能在板上做____________运动． 匀速直线 (2)先用 1 根橡皮筋做实验，拉长橡皮筋使小车靠近打点计 时器，接通打点计时器的电源，释放小车，记录橡皮筋做的功 W 和求出小车获得的速度 v1. 垫高 (3)用 2 根、3 根……________的橡皮筋分别代替 1 根橡皮 筋重复实验，保证每次释放小车的位置________，即橡皮筋每 次拉伸的长度都____________，以保证第 2 次、第 3 次……橡 皮筋做的功是________、________……记录数据，并分别求出 小车相应获得的速度 v2 、v3 …… 【数据处理】 (1)测量小车的速度：实验获得如图 7－6－2 所示的纸带， 为探究橡皮筋弹力做功和小车速度的关系，需要测量弹力做功 结束时小车的速度，即小车做匀速运动的速度．所以应在纸带 上测量的物理量是 A1、A2 间的距离 x，小车速度的表达式是 v ＝________(打点计时器的时间间隔为 T)． 相同 相同 保持一致 2W 3W x T (2)实验数据记录(自己设计一个记录数据的表格)． (3)实验数据处理及分析：在坐标纸上画出 W－v 和 W－v2 图线(第 1 次橡皮筋做的功 W 为纵轴的单位长度)． 【实验结论】 功与物体速度变化的关系为 W∝v2. 图 7－6－2 【例1】在做“探究功与速度变化的关系”的实验时，小 车的质量为 m，使用橡皮筋 6 根，每次增加一根，实验中 W、 v 和 v2 的数据已填在下面的表格中. (1)试在图 7－6－3 中作出图象． 图 7－6－3 W/J 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 v/(m·s－1) 0.00 0.80 1.10 1.28 1.59 1.76 1.92 v2/(m·s－1)2 0.00 0.92 1.21 1.92 2.34 3.10 3.87 (2)从图象可以得出的实验结论是____________________． 解析：以W 为纵坐标，v为横坐标，作出 W－v 图象(图 7 －6－4 甲)，以 W 为纵坐标，v2 为横坐标，作出W－v2 图象(图 乙)，从图乙中可看出，W 与 v2 成正比． 图 7－6－4 答案：(1)如图 7－6－4 甲和乙所示． W与 v2成正比 【例2】对橡皮筋做的功来说，直接测量是有困难的，我 们可以巧妙地避开这个难题而不影响问题的解决，只需要测出 每次实验时橡皮筋对小车做的功是第一次的多少倍．使用的方 法是( ) A．用同样的力对小车做功，让小车通过的距离依次是 s、 2s、3s……进行实验时，力对小车做的功就分别是 W、