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1、5.6 探究功与物体速度探究功与物体速度变化的化的关系关系2021/8/11 星期三1重力势能重力势能弹性势能弹性势能重重 力力 做做 功功弹簧弹力做功弹簧弹力做功动动 能能合外力对物体做功合外力对物体做功2021/8/11 星期三2 物体的动能与它的速度是密切相关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速度的变化又与它的受力有关 所以，我们首先来探究：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力对物体做功与物体速度变化的关系2021/8/11 星期三3 木板、小车、橡皮筋木板、小车、橡皮筋(若干）、打点若干）、打点计时器、电源、纸带、钉子计时器、电源、纸带、钉子
2、2 2枚枚 探究的器材探究的器材2021/8/11 星期三4探探 究的究的 思思 路路1 1、测量橡皮筋对小车做的功、测量橡皮筋对小车做的功W W 2 2、测量由于橡皮筋做功而使小车获得的、测量由于橡皮筋做功而使小车获得的速度速度v v 3 3、数据处理，寻找、数据处理，寻找W W与与v v的关系的关系2021/8/11 星期三5探究的技巧探究的技巧1 1、测量橡皮筋对小车做的功、测量橡皮筋对小车做的功W W 问题问题a a：橡皮筋对小车做的功如何测量？：橡皮筋对小车做的功如何测量？F F为变力，做的功很难测量。为变力，做的功很难测量。问题问题b b：探究过程中，我们是否需要测：探究过程中，我
3、们是否需要测出橡皮筋做功的具体数值？出橡皮筋做功的具体数值？措施：措施：设法让橡皮筋每次对小车做的设法让橡皮筋每次对小车做的功分别为功分别为W W、2W2W、3W3W 问题问题c c：每次实验中橡皮筋拉伸的长度：每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要求？有什么要求？不需要不需要相同相同2021/8/11 星期三6探究的技巧探究的技巧 小车在木板上运动时会受到阻力，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？可以采用什么方法进行补偿？使木板稍微倾斜使木板稍微倾斜,用重力的分力用重力的分力（下滑力）来平衡小车运动过程中（下滑力）来平衡小车运动过程中受到的阻力受到的阻力。2021/8/11
4、星期三7探究的技巧探究的技巧2 2、测量由于橡皮筋做功而使小车获得的、测量由于橡皮筋做功而使小车获得的速度速度v v 问题问题：如何测量小车的速度？：如何测量小车的速度？利用打点计时器打出的纸带利用打点计时器打出的纸带 问题问题：纸带上打出的点并不都是：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均匀的，应该采用那些点来计算小车的速度？为什么？的速度？为什么？取点迹清晰且间距均匀的部分取点迹清晰且间距均匀的部分2021/8/11 星期三8 例例:为研究功与物体速度变化的关系，为研究功与物体速度变化的关系，在某次实验中某同学得到了如图所示在某次实验中某同学得到了如图所示的一条纸带的一条
5、纸带,（1 1）应选哪些点间距进行测量？）应选哪些点间距进行测量？（2 2）怎样根据测得的数据进行确定小车）怎样根据测得的数据进行确定小车的速度？的速度？.A B C D E F G（1 1）选用）选用DEDE段段 （2 2）V=LV=LDE DE/t/tDEDE2021/8/11 星期三9探究技巧探究技巧 3 3、数据处理，寻找、数据处理，寻找W W与与v v的关系的关系 问题问题：如何找到功与速度的关系？：如何找到功与速度的关系？方法一：计算法方法一：计算法 方法二：图像法方法二：图像法 比较麻烦比较麻烦简便直观，可简便直观，可以减少偶然误以减少偶然误差差画画Wv图像图像画画Wv2图像图像
6、2021/8/11 星期三10结结 论论弹簧弹力对小车做的功与速度的平方成弹簧弹力对小车做的功与速度的平方成正比正比注：这里的弹力就是物体受到的合外力注：这里的弹力就是物体受到的合外力 因为小车从静止开始运动因为小车从静止开始运动,初速度初速度为零为零,末速度就是小车速度的变化。末速度就是小车速度的变化。拓展：如果小车的初速度不为零，功与拓展：如果小车的初速度不为零，功与速度之间应该有什么样的关系？速度之间应该有什么样的关系？2021/8/11 星期三11参考实验步骤参考实验步骤1、按图装好实验器材、按图装好实验器材,把木板稍微倾斜把木板稍微倾斜,平衡平衡阻力阻力2、先用一条橡皮筋做实验、先用
7、一条橡皮筋做实验,把橡皮筋拉长到一把橡皮筋拉长到一定的位置定的位置,理好纸带理好纸带,接通电源接通电源,释放小车。释放小车。3、换用纸带，改用、换用纸带，改用2条、条、3条条同同样的橡皮的橡皮筋筋进行行实验，保持每次，保持每次实验中橡皮筋拉中橡皮筋拉长的的长度相同。度相同。4 4 由由纸带算出小算出小车获得的速度得的速度,把小把小车第一次第一次获得的功得的功计为W,W,第第2 2次次,第第3 3次次计为2W,3W 2W,3W 5 5、对测量数据量数据进行估算行估算,大致判断两个量可能大致判断两个量可能的关系的关系,然后以然后以W W为纵坐坐标,v,v,v,v2 2（或其它）（或其它）为横横坐坐
8、标作作图。2021/8/11 星期三12课堂练习课堂练习1 1、本节是一个探究性实验，探究的目的、本节是一个探究性实验，探究的目的是是A A、探究力与物体运动速度的关系、探究力与物体运动速度的关系B B、探究力与物体运动加速度的关系、探究力与物体运动加速度的关系C C、探究力对物体做功与物体加速度变化、探究力对物体做功与物体加速度变化的关系的关系D D、探究力对物体做功与物体速度变化的、探究力对物体做功与物体速度变化的关系关系D2021/8/11 星期三132 2 在本实验中在本实验中,小车在运动中会受到阻力作用小车在运动中会受到阻力作用,这这样样,在小车沿木板滑行的过程中在小车沿木板滑行的过
9、程中,除橡皮筋对其做除橡皮筋对其做功以外功以外,还有阻力做功还有阻力做功,这样便会给实验带来误差，这样便会给实验带来误差，我们在实验中想到的办法是我们在实验中想到的办法是,使木板略微倾斜使木板略微倾斜,对对于木板的倾斜程度于木板的倾斜程度,下面说法正确的是下面说法正确的是A A、木板只要稍微倾斜一些即可、木板只要稍微倾斜一些即可,没有什么严格的要没有什么严格的要求求B B、木板的倾斜程度在理论上应满足下列条件：即、木板的倾斜程度在理论上应满足下列条件：即重力使物体沿斜面下滑的分力应等于小车受到的重力使物体沿斜面下滑的分力应等于小车受到的阻力阻力C C、如果小车不受拉力时在滑行的木板上能做匀速、
10、如果小车不受拉力时在滑行的木板上能做匀速运动运动,这木板的倾斜程度是符合要求的这木板的倾斜程度是符合要求的D D、其实木板不倾斜，问题也不大，因为实验总是、其实木板不倾斜，问题也不大，因为实验总是存在误差的存在误差的BC2021/8/11 星期三15 3 3、有一只小老鼠离开洞穴沿直线前有一只小老鼠离开洞穴沿直线前进，它的速度与到洞穴的距离成反比，进，它的速度与到洞穴的距离成反比，当它行进到离洞穴距离为当它行进到离洞穴距离为d d1 1的甲处时的甲处时速度为速度为v v1 1，试求：，试求：（1 1）老鼠行进到离洞穴距离为）老鼠行进到离洞穴距离为d d2 2的乙的乙处时速度处时速度v v2 2
11、多大？多大？（2 2）从甲处到乙处要用去多少时间？）从甲处到乙处要用去多少时间？体会图象法在物理解题中的应用体会图象法在物理解题中的应用2021/8/11 星期三16解析：（解析：（1）由老鼠的速度与到洞穴的距离）由老鼠的速度与到洞穴的距离成反比，得成反比，得v2 d2=v1d1所以老鼠行进到离洞穴距离为所以老鼠行进到离洞穴距离为d2的乙处时的乙处时速度速度v2=d1v1/d2（2）由老鼠的速度与到洞穴的距离成反比，）由老鼠的速度与到洞穴的距离成反比，作出图象，如图所示作出图象，如图所示由图线下方的面积代表的物理意义可知，由图线下方的面积代表的物理意义可知，从从d1到到d2的的“梯形面积梯形面积”就等于从甲处到就等于从甲处到乙处所用的时间，易得乙处所用的时间，易得2021/8/11 星期三172021/8/11 星期三18