保山一中物理一轮复习课件5-5实验：探究功与速度变化的关系__验证机械能守恒定律.ppt

第5讲　实验：探究功与速度变化的关系 验证机械能守恒定律 1.探究功与速度变化的关系 探究功与速度变化的关系的实验的探究思路有何巧妙之处？ 实验中用橡皮筋的弹力拉动小车做功使小车获得动能，探究橡皮筋做的功与小车速度变化的关系.橡皮筋的弹力是变力，所做的功是变力功，没有现成的公式可以计算功的大小.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.也就是说，在相同的位移情况下，用一条橡皮筋做的功为W，用两条同样的橡皮筋做的功就是2W，用三条同样的橡皮筋做的功就是3W……这样，实验中巧妙地避开了功的计算. 一、探究功与速度变化的关系 注意事项 1．平衡摩擦力：将木板一端垫高，使小车重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡．方法是轻推小车，由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否匀速运动，找到木板一个合适的倾角． 2．选点测速：测小车速度时，应选纸带上点距 部分，也就是选小车做匀速运动时打在纸带上的点。 3．规格相同：橡皮筋应选规格一样的。力对小车做的功以一条橡皮筋做的功为单位即可，不必计算出具体数值。 均匀 误差分析 1．误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋的拉力做功W与橡皮筋的条数不成正比． 2．没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过大也会造成误差． 3．利用打上点的纸带计算小车的速度时，测量不准带来误差． 1、 “探究功与速度变化的关系”的实验装置如图所示，当小车在一条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W；当用2条、3条、4条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次……实验时，橡皮筋对小车做的功记为2W、3W、4W……每次实验中小车获得的最大速度可由打点计时器所打出的纸带测出． (1)关于该实验，下列说法正确的是________． A．打点计时器可以用干电池供电 B．实验仪器安装时，可以不平衡摩擦力 C．每次实验小车必须从同一位置由静止弹出 D．利用每次测出的小车最大速度vm和橡皮筋做的功W，依次作出W-vm、W-vm2、W-vm3，W2-vm、W3-vm……的图象，得出合力做功与物体速度变化的关系． CD (2)如图所示，给出了某次实验打出的纸带，从中截取了测量小车最大速度所用的一段纸带，测得A、B、C、D、E相邻两点间的距离分别为AB＝1.48 cm，BC＝1.60 cm，CD＝1.62 cm，DE＝1.62 cm；已知相邻两点打点时间间隔为0.02 s，则小车获得的最大速度vm＝________m/s.(结果保留两位有效数字) 0.81 二、　验证机械能守恒定律 二、验证机械能守恒定律 1、实验目的 利用 运动验证在只有重力 作用情况下的物体机械能守恒。 2、实验原理 (1)在只有 做功的自由落体运动中， 物体的重力势能和动能互相转化，但机械能 总量 。若物体某时刻的瞬时速度为v,下落高度为h, 则重力势能的减少量为 ,动能的增加量为 ,看它们在实验误差允许的范围内是否相等,若相等则验证了机械能守恒定律。 (2)计算打第n个点时速度的方法:测出第n个点与相邻前后点间的距离xn和xn+1,由公式 vn= 或vn= , 自由落体 重力 保持不变 mgh 二、验证机械能守恒定律 3、实验器材 铁架台（含铁夹）， ，学生电源，纸带， 复写纸，导线， ，重物（带纸带夹）。 4、实验步骤 (1)按图示装置把打点计时器， 地安装在铁架台上，用导线把打点计时器与学生电源连接好。把纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过计时器限位孔，用手 竖直提起纸带使重物停靠在靠近打点计时器的地方。 (2)先 ，后 ，让重物带着 纸带自由下落，这样打点计时器就在纸带上打下 了一系列点，更换纸带重复上述步骤做3~5次实验。 打点计时器 刻度尺 竖直 接通电源 松开纸带 5、数据处理 2·某实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验中，提出了如图5-6-4所示的甲、乙两种方案：甲方案为用自由落体运动进行实验，乙方案为用小车在斜面上下滑进行实验． 图5-6-4 (1)组内同学对两种方案进行了深入的讨论分析，最终确定了一个大家认为误差相对较小的方案，你认为该小组选择的方案是 ，理由是 ----------- 甲 采用乙图实验时，由于小车和斜面间存在摩擦力的作用，