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1、第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理*探究功与物体速度变化的关系探究功与物体速度变化的关系*能够通过实验数据的分析，总结出功与能够通过实验数据的分析，总结出功与物体速度平方的正比关系物体速度平方的正比关系*通过本节的探究思路，体会科学方法通过本节的探究思路，体会科学方法第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理在在初初中中我我们们已已经经学学习习了了动动能能的的概概念念，知知道道物物体体的的动动能能与与物物体体的的速速度度密
2、密切切相相关关，而而物物体体速速度度的的变变化化又又与与力力对对它它做做功功有有关关人人对对保保龄龄球球做做功功保保龄龄球球的的速速度度变变大大，当当其其对对外外做做功功时，速度减小时，速度减小功与速度变化有什么定量关系呢？功与速度变化有什么定量关系呢？第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理1在在探探究究功功与与物物体体速速度度变变化化的的实实验验中中需需要要的的器器材材有有_等等2当当用用2条条、3条条同同样样的的橡橡皮皮筋筋进进行行第第2次次、第第3次次 实实 验验 时时 ， 每每 次次 实实 验验 中中 橡橡 皮皮 筋筋 拉拉
3、 伸伸 长长 度度 都都_一一致致，以以保保证证第第2次次、第第3次次橡橡皮皮筋筋的的功功是是_3根根据据实实验验数数据据作作个个Wv草草图图，大大致致判判断断两两个个量量可可能能是是什什么么关关系系如如果果认认为为很很可可能能是是Wv2，就就作作出出Wv2曲曲线线，如如果果这这条条曲曲线线是是_，就就可可以以证证明明你你的的判判断断是是正正确的确的第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理答案答案:1.木板、橡皮筋，打点计时器及电源，纸带木板、橡皮筋，打点计时器及电源，纸带2保持和第一次；保持和第一次；2W、3W3一条直线一条直线第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理第第
4、7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理(1)在在如如图图所所示示的的装装置置中中，释释放放小小车车，拉拉伸伸的的橡橡皮皮筋筋对对小小车车做做功功，使使小小车车获获得得速速度度第第一一次次实实验验设设橡橡皮皮筋筋对对小小车车所所做做的的功功为为W，后后面面的的实实验验中中都都保保持持橡橡皮皮筋筋的的拉拉伸伸长长度度与与第第一一次次一一致致橡橡皮皮筋筋的的条条数数分分别别为为原原来来的的2倍倍、3倍倍、，橡橡皮皮筋对小车所做的功分别为筋对小车所做的功分别为2W、3W，第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理(2)由由纸纸带带和和打打点点计计时时器器分分别别测测出出小小车车获获得得
5、的的速速度度v1、v2、v3(3)以以橡橡皮皮筋筋对对小小车车做做的的功功为为纵纵坐坐标标(以以第第一一次次实实验验时时的的功功W为为单单位位)，小小车车获获得得的的速速度度为为横横坐坐标标，作作出出Wv曲曲线线(4)如如果果Wv曲曲线线是是一一条条直直线线，表表明明Wv；如如果果不不是是直直线线，可可着着手手考考虑虑是是否否存存在在下下列列关关系系：Wv2、Wv3、W第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理(1)小小车车运运动动中中受受到到阻阻力力，小小车车的的速速度度在在运运动动中中是是变变化化的的使使木木板板倾倾斜斜，让让小小车车不不受受橡橡皮皮条条的的拉拉力力时时匀匀速速下下
6、滑滑，也就是平衡掉摩擦力也就是平衡掉摩擦力(2)橡橡皮皮条条做做功功完完毕毕后后，小小车车匀匀速速运运动动，则则打打在在纸纸带带上上的的点点应应是是均均匀匀分分布布的的，利利用用纸纸带带点点间间距距和和打打点点计计时时器器记记录录的时间求出速度的时间求出速度第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理(2010鹤鹤岗岗高高一一检检测测)在在本本实实验验中中，小小车车在在运运动动中中会会受受阻阻力力作作用用这这样样，在在小小车车沿沿木木板板滑滑行行的的过过程程中中，除除橡橡皮皮筋筋对对其其做做功功以以外外，还还有有阻阻力力做做功功，这这样样便便会会给给实实验验带带来来误误差差，我我们们在在
7、实实验验中中想想到到的的办办法法是是，使使木木板板略略微微倾倾斜斜，对对于于木木板板的的倾斜程度，下面说法正确的是倾斜程度，下面说法正确的是()A木木板板只只要要稍稍微微倾倾斜斜一一下下即即可可，没没有有什什么么严严格格的的要要求求B木木板板的的倾倾斜斜角角度度在在理理论论上上应应满满足足下下面面条条件件：即即重重力使物体沿斜面下滑的分力应等于小车受到的阻力力使物体沿斜面下滑的分力应等于小车受到的阻力第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理C如如果果小小车车在在木木板板上上不不受受拉拉力力的的情情况况下下能能做做匀匀速速运运动，则木板的倾斜程度是符合要求的动，则木板的倾斜程度是符合要
8、求的D其其实实木木板板不不倾倾斜斜，问问题题也也不不大大，因因为为实实验验总总是是存存在误差的在误差的答案：答案：BC第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理解解析析：实实验验中中探探究究的的是是橡橡皮皮筋筋对对小小车车做做功功与与小小车车速速度度变变化化间间的的关关系系，但但是是由由于于实实验验过过程程中中存存在在摩摩擦擦力力做做功功，必必然然会会导导致致误误差差增增大大，为为了了消消除除这这个个因因素素的的影影响响，采采用用了了平平衡衡摩摩擦擦力力的的方方法法这这样样就就要要求求重重力力的的下下滑滑分分力力与与摩摩擦擦力力等等大大反反向向，而而不不是是随随意意的的倾倾角角是是否否
9、达达到到这这一一要要求求的的依依据据就就是是看看一一看小车在不受拉力的情况下是否能匀速运动看小车在不受拉力的情况下是否能匀速运动.第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理先先对对测测量量数数据据进进行行估估计计，或或者者作作出出Wv草草图图，大大致致判判断断两两个个量量可可能能有有什什么么关关系系如如果果认认为为有有可可能能是是Wv2，就就对对每每一一个个速速度度值值算算出出它它的的二二次次方方，然然后后以以W为为纵纵坐坐标标，v2为为横横坐坐标标作作图图(不不是是以以v为为横横坐坐标标)如如果果这这样样作作出出的的图图象象是是一一条直线，说明两者关系真的是条直线，说明两者关系真的是
10、Wv2第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理(1)误误差差来来源源：一一是是由由于于忘忘记记平平衡衡摩摩擦擦力力或或没没有有完完全全平平衡衡摩摩擦擦力力对对实实验验的的影影响响，二二是是橡橡皮皮筋筋长长度度、粗粗细细不不一一，使使得得拉拉力力及及拉拉力力的的功功与与条条数数不不成成正正比比带带来来误误差差，三三是是纸纸带带上上所所打点的间距测量也会带来误差四是描点不准带来误差打点的间距测量也会带来误差四是描点不准带来误差第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理(2)减小误差的办法减小误差的办法实验前要先平衡摩擦力实验前要先平衡摩擦力尽量选用同一规格的橡皮筋尽量选用同一规格
11、的橡皮筋选选用用间间距距均均匀匀的的几几个个间间隔隔，测测量量其其总总长长度度，求求得得平均速度平均速度描描点点时时既既要要观观察察各各点点的的位位置置关关系系，又又要要考考虑虑应应有有的的函函数数关关系系，若若拉拉力力大大，小小车车速速度度大大，点点数数少少，可可能能使使W与与v成成线线性性关关系系，控控制制小小车车速速度度，加加大大纵纵坐坐标标单单位位长长度度，可可减减小误差小误差第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理 (2010长长沙沙高高一一检检测测)为为了了探探究究物物体体做做功功与与物物体体速速度度变变化化的的关关系系，
12、现现提提供供如如图图所所示示的的器器材材，让让小小车车在在橡橡皮皮筋筋的的作作用用下下弹弹出出后后，沿沿木木板板滑滑行行请请思思考考探探究究思思路路并并回回答答下下列列问问题题(打点计时器交流电频率为打点计时器交流电频率为50Hz)：第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理(1)为了消除摩擦力的影响应采取什么措施？为了消除摩擦力的影响应采取什么措施？_(2)当当我我们们分分别别用用相相同同的的橡橡皮皮筋筋1条条、2条条、3条条、并并起起来来进进行行第第1次次、第第2次次、第第3次次、实实验验时时，每每次次实实验验中中橡橡皮皮筋筋拉拉伸伸的的长长度度都都应应保保持持一一致致，我我们们把
13、把第第1次次实实验验时时，橡皮筋对小车做的功为橡皮筋对小车做的功为W.第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理(3)由由于于橡橡皮皮筋筋对对小小车车做做功功而而使使小小车车获获得得的的速速度度可可以以由由打打点点计计时时器器和和纸纸带带测测出出，如如图图所所示示的的是是其其中中四四次次实实验验打打出出的部分纸带：的部分纸带：第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理(4)试根据第试根据第(2)、(3)项中的信息，填写下表：项中的信息，填写下表：次数次数1234橡皮筋对小车做功橡皮筋对小车做功W小车速度小车速度v(m/s)v2(m2/s2)从表中数据可得出结论：从表中数据可得出
14、结论：_.第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理解解析析：(1)将将木木板板在在固固定定打打点点计计时时器器的的一一端端用用木木块块垫垫起适当的高度，使小车能缓慢匀速下滑即可起适当的高度，使小车能缓慢匀速下滑即可(2)第第2次次、第第3次次实实验验时时橡橡皮皮筋筋对对小小车车做做的的功功记记为为 2W、3W.第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理(4)如表所示如表所示结结论论：橡橡皮皮筋筋对对小小车车做做的的功功与与小小车车速速度度的的平平方方成成正正比比次数次数1234橡皮筋对小车做功橡皮筋对小车做功W2W3W4W小车速度小车速度v(m/s)1.01.4151.732
15、.0v2(m2/s2)1.02.03.04.0第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理点评：点评：解答本题应把握以下三点：解答本题应把握以下三点：(1)明确平衡摩擦力的方法明确平衡摩擦力的方法(2)计算小车运动的最大速度计算小车运动的最大速度(3)寻找功与速度的定量关系寻找功与速度的定量关系第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理 (2011嵊嵊泗泗中中学学高高一一检检测测)探探究究功功与与物物体体速速度度关关系系的实验中：的实验中：(1)为为了了计计算算由由于于橡橡皮皮筋筋做做功功而而使使小小车车获获得得的的速速度度，在在本本次次实实验验中中小小明明同同学学得得到到了了如
16、如图图的的一一条条纸纸带带，在在A、B、C、D四点中应该选用四点中应该选用_的速度才符合要求的速度才符合要求第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理(2)实实验验中中，小小车车会会受受到到阻阻力力的的作作用用，但但这这可可以以使使木木板倾斜作为补偿，下面操作正确的是板倾斜作为补偿，下面操作正确的是()A放开小车，能够自由下滑即可放开小车，能够自由下滑即可B放开小车，能够匀速下滑即可放开小车，能够匀速下滑即可C放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可D放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可第第7章章 机械能守恒定律机械能
17、守恒定律人教版物理(3)关关于于探探究究功功与与物物体体速速度度变变化化的的关关系系的的实实验验中中，下下列列叙述正确的是叙述正确的是()A每每次次实实验验必必须须设设法法算算出出橡橡皮皮筋筋对对小小车车做做功功的的具具体体数值数值B实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致C小车的长木板应该尽量使其水平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先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出(4)在在各各种种不不同同形形式式的的能能互互相相转转化化的的过过程程中中，功功扮扮演演着着一一个个重重要要角角色色，功功的的意意义义在在于于：它
18、它表表示示有有多多少少数数量量的的能能_，所以说，功是，所以说，功是_答答案案：(1)C(2)D(3)D(4)发发生生转转化化；能能量量转转化化的的量度量度.第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理 现现有有以以下下器器材材：小小球球、弧弧形形光光滑滑轨轨道道、刻刻度度尺尺、铅铅笔笔、白白纸纸、复复写写纸纸、铁铁架架台台、重重锤锤等等，试试探探究究能能否否设设计计一一个实验，探究合外力的功与物体速度的关系并说明：个实验，探究合外力的功与物体速度的关系并说明：(1)实验方案：实验方案：(2)探究功与速度的方法探究功与速度的方法第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理解析：解析
19、：(1)实验方案：实验方案：如图固定好轨道，让其末端保持水平如图固定好轨道，让其末端保持水平第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理让让小小球球从从轨轨道道的的某某一一高高度度h处处由由静静止止滚滚下下，最最后后落落在置于水平面上的白纸及复写纸上在置于水平面上的白纸及复写纸上记记下下小小球球释释放放点点及及最最后后落落点点的的位位置置，用用刻刻度度尺尺测测出释放点的高度出释放点的高度h及落点及落点P到到O点的距离点的距离x.多多次次改改变变小小球球的的释释放放点点位位置置，记记录录并并测测量量每每次次的的h、x的值的值第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理第第7章章 机械
20、能守恒定律机械能守恒定律人教版物理 一一个个人人骑骑自自行行车车在在平平直直的的路路面面上上运运动动，当当人人停停止止蹬蹬车车后后，车车继继续续向向前前运运动动(如如下下图图所所示示)，运运动动过过程程中中受受到到的的阻阻力力可可以以认认为为是是大大小小不不变变的的试试根根据据人人骑骑自自行行车车这这一一运运动动过过程程，研研究究外外力力对对物物体体做做的的功功和和物物体体运运动动速速度度的的关关系系要要求求写出探究思路、所需器材、测量数据，探究结果写出探究思路、所需器材、测量数据，探究结果第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理解解析析：(1)使使自自行行车车获获得得某某一一速速度度后后，停停止止蹬蹬车车，让让自自行行车车沿沿着着平平直直路路面面前前进进用用秒秒表表测测出出自自行行车车从从停停止止蹬蹬车车到到停停止止运运动动所所用用的的时时间间t，用用皮皮尺尺测测出出自自行行车车停停止止蹬蹬车车后后运运动动的距离的距离s.第第7章章 机械能守恒定律机械能守恒定律人教版物理
