《高中物理 第七章 第六节 实验:探究功和速度变化的关系课件1 新人教版必修21》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中物理 第七章 第六节 实验:探究功和速度变化的关系课件1 新人教版必修21(31页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、实验:探究功与速度变化的关系,学习目的: 1、理解探究性实验中的探究思路、操作技巧和数据处理,能够自主设计实验。 2、会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。 3、利用物理图象探究功与物体速度变化的关系。,思考,力引起了物体动能的改变,力对物体做了功,探究功与动能的关系,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,我们首先来探究: 力对物体做功与物体速度变化的关系,实验方案设计,明确实验目的,探究功与速度变化的关系,实验目的:,实验仪器,打点计时器、小车、长木板、纸带、 橡皮条、刻度尺,参考实验步骤,1、按图装好实验器材,把木板稍微倾斜,平衡阻力 2、先用一条橡皮筋做
2、实验,把橡皮筋拉长到一定的位置,理好纸带,接通电源,释放小车。 3、换用纸带,改用2条、3条同样的橡皮筋进行实验,保持每次实验中橡皮筋拉长的长度相同。 4、由纸带算出小车获得的速度,把小车第一次获得的功计为W,第2次,第3次计为2W,3W 5、对测量数据进行估算,大致判断两个量可能的关系,然后以W为纵坐标,v,v2(或其它)为横坐标作图。,探 究的 思 路,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,1、测量橡皮筋对小车做的功W,问题b:能否测量出橡皮条做功的具体数值?,F为变力,做的功很难测量。,问题a:橡皮筋对小车在哪个阶段做功
3、?,橡皮筋有形变时,问题d:每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要求?,相同,问题c:探究过程中,我们如何对橡皮筋 做的功进行测量?,措施: 设法让橡皮筋每次对小车做的功分别为 W、2W、3W,2、测量由于橡皮筋做功而使小车获得的速度v,问题a:小车的运动性质是什么?,先做加速运动,后作匀速运动。,问题b:纸带上打出的点并不都是均匀的,应该采用那些点来计算小车的速度? 为什么?,取点迹清晰且间距均匀的部分,3、数据处理,寻找W与v的关系,实验操作注意事项:,(2)每次实验小车都要从同一位置由 静止开始运动;,(3)橡皮筋的拉伸长度要适度;,(1)适度平衡小车受到的摩擦力;,该实验的优缺点:,优点:
4、该实验方法巧妙地避开了功的计算,直接确定了橡皮筋拉力对小车所做功的倍数关系。设计思路充分体现了探究的精神。,缺点:“橡皮筋的长度、粗细不一;橡皮条条数多时很难从纸带上找到点迹均匀的点;实验误差较大。,思考:若给出以下实验装置,你能利用本实验装置研究功与速度变化间的关系吗?请说说你的设想。,?,基本步骤,(1)如图所示,把打点计时器竖直地固定在置于桌边的铁架台上,将打点计时器与电源连接好。,(2)将纸带穿过电火花记时器或打点计时器的限位孔,并把纸带的一端固定在重物上,使重物停靠在打点计时器的地方,先用手提着纸带。,(3)先接通电源,后松开纸带,让重物带着纸带自由下落,计时器就在纸带上打下一列小点
5、。,(4)重复几次,得到35条纸带。,(5)在打好点的纸带中挑选“点迹清楚且第一、二两点间距离约为2mm”的一条纸带,记下第一个点的位置O,并在纸带上从任意点开始依次选取几个点1、2、3,并用刻度尺依次测出各点到位置O的距离,这些距离就是物体运动到点1、2、3、时下落的高度h1、h2、h3。,(6)应用平均速度就是中间时刻的瞬时速度的方法 ,计算出各点对应的瞬时速度v1、v2、v3。,(7)把得到的数据记入表格里,并计算从O点到各点对应的重力做的功mgh。,实验结论:,力对原来静止的物体做的功与 物体获得的速度的平方成正比,例1用如图所示的装置,探究功与物体速度变化的关系。实验时先适当垫高木板
6、,然后由静止释放小车,小车在橡皮条弹力的作用下被弹出,沿木板滑行。小车滑行过程中带动通过打点计时器的纸带,记录其运动情况。观察发现纸带前面部分点迹疏密不匀,后面部分点迹比较均匀,回答下列问题:,典型例题,1、适当垫高木板是为了,2、通过纸带求小车速度时,应使用纸带的 (填“全部”、“前面部分” 或“后面部分”)。,3、若实验做了n此,所用橡皮条分别为1根、 2根n根,通过纸带求出小车的速度分别 为V1、V2Vn,用W表示橡皮条对小车所做 的功,作出W-V2图线是一条过原点的直线, 这说明W与V2的关系是,,平衡摩擦,后面部分,功正比于速度的平方,例2 如图所示,小车在橡皮条弹力的作用下被弹出,
7、沿木板滑行。小车滑行过程中带动通过打点计时器的纸带,记录其运动情况,小车的运动情况可描述 为AB之间为 运动 , CD之间为 运动 。,加速运动,匀速运动,通过这节课你学到了什么?,1、利用橡皮条的拉力对小车做功探究功与速度变化的关系。,2、巧妙地解决了变力做功问题,3、利用重力做功探究功与速度变化的关系。 知道可通过不同的实验装置探究功与速度变 化的关系。,自我测评,学的好不好,测完就知道,作业,1、拓展:通过纸带计算任意两点间重力做的功与速度变化的关系。 2、导学提升案,谢谢,探究的技巧,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?,使木板稍微倾斜,用重力的分力(下滑力)来平衡小车运动过程中受到的阻力。,操作要点,1、把打点计时器固定在长木板上。,2、平衡摩擦力,3、先用一条橡皮筋做实验,用打点计时器和纸带测出小车的速度v1,设此时橡皮筋对小车做的功为w,记入表格。,4、用两条橡皮筋做实验,实验中橡皮筋拉伸的长度与第一次相同,这样橡皮筋对小车做的功为2w,测出小车的速度v2,记入表格。,5、用三条、四条橡皮筋做实验,用同样的方法测出功和速度,记入表格。,6、建立直角坐标系,用纵坐标表示力对物体做的功,用横坐标表示物体的速度或速度的平方,描点、连线,得出结论。,