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1、实验探究做功与速度变化的关系第1页，本讲稿共23页 情景导入第2页，本讲稿共23页1.通过实验探究力对物体做的功与物体通过实验探究力对物体做的功与物体 速度变化的关系速度变化的关系2.体会探究的过程和所用的方法体会探究的过程和所用的方法第3页，本讲稿共23页设设计计实实验验橡皮筋橡皮筋小车小车打点计时器打点计时器纸带纸带木板木板铁钉铁钉小组讨论，你会设计一个怎样的实验，来小组讨论，你会设计一个怎样的实验，来探究探究做功做功和和速度变化速度变化之间的关系？之间的关系？第4页，本讲稿共23页思考小车在木板上运动的过程中，哪一阶段橡皮筋小车在木板上运动的过程中，哪一阶段橡皮筋对小车做功？对小车做功？
2、橡皮筋对小车橡皮筋对小车拉力做的功能拉力做的功能否直接测量？否直接测量？橡皮筋的弹力是变力，且橡皮筋的弹力是变力，且弹力与伸长量的关系也不弹力与伸长量的关系也不严格遵守胡克定律严格遵守胡克定律，不容，不容易计算。易计算。?C B A橡皮筋被拉伸直橡皮筋被拉伸直到恢复原长的过到恢复原长的过程中程中怎样设计实怎样设计实验才能解决验才能解决这一问题这一问题?第5页，本讲稿共23页解决方案第一次用第一次用一条一条橡皮筋拉小车橡皮筋拉小车,设橡皮筋对小车做功为设橡皮筋对小车做功为W第二次用第二次用两条两条完全相同的橡皮筋并列栓到小车上拉小车，完全相同的橡皮筋并列栓到小车上拉小车，且使每条橡皮筋的伸长都且
3、使每条橡皮筋的伸长都和第一次的伸长量一样，则橡和第一次的伸长量一样，则橡皮筋以小车做的功为皮筋以小车做的功为2W依次类推，并联依次类推，并联三条三条、四条四条橡皮筋，且拉伸的长橡皮筋，且拉伸的长度都一样，做的功为度都一样，做的功为3W、4W倍增法第6页，本讲稿共23页思考小车在木板上做什么性质的运动？小车在木板上做什么性质的运动？先加速后匀速再减速先加速后匀速再减速我们要取的速度是哪个阶段的速度我们要取的速度是哪个阶段的速度？这个速度该如何测量？这个速度该如何测量？橡皮筋恢复原长时的速度。利用打点计时器，用橡皮筋恢复原长时的速度。利用打点计时器，用橡皮筋恢复原长时的一段位移与所用时间的比值橡皮
4、筋恢复原长时的一段位移与所用时间的比值近似计算该点的瞬时速度近似计算该点的瞬时速度第7页，本讲稿共23页在实验中小车要受到阻力，为了使橡在实验中小车要受到阻力，为了使橡皮筋的力为小车的合外力我们应该怎皮筋的力为小车的合外力我们应该怎么办？么办？思思考考把木板的一端垫高，把木板的一端垫高，使重力沿斜面向下的使重力沿斜面向下的分力与摩擦力平衡分力与摩擦力平衡第8页，本讲稿共23页4 4、在上述实验中打出的、在上述实验中打出的5 5 条纸带中，分别找出小车开条纸带中，分别找出小车开始始近似做匀速运动的点近似做匀速运动的点，并分别测出匀速运动时的速度，并分别测出匀速运动时的速度v v1 1、v v2
5、2、v v3 3、v v4 4、v v5 5。3 3、用、用2 2 条、条、3 3 条、条、4 4 条、条、5 5 条橡皮筋分别代替条橡皮筋分别代替1 1 条橡皮筋重做条橡皮筋重做实验，保证实验，保证每次释放小车的位置相同每次释放小车的位置相同，即橡皮筋被拉长的，即橡皮筋被拉长的长度相同。长度相同。1 1、将打点计时器固定在一块平板上，让纸带的一端夹、将打点计时器固定在一块平板上，让纸带的一端夹在小车后端，另一端穿过打点计时器。将平板安在小车后端，另一端穿过打点计时器。将平板安装有打装有打点计时器的一端适当垫高点计时器的一端适当垫高，调整高度，直至轻推小车后使小，调整高度，直至轻推小车后使小车
6、车恰能恰能在板上在板上做匀速直线运动做匀速直线运动为止。为止。2 2、将橡皮筋固定在小车前端。拉长橡皮筋使小车位于、将橡皮筋固定在小车前端。拉长橡皮筋使小车位于靠近靠近打点计时器打点计时器处，处，记下小车位置记下小车位置。接通打点计时器电源接通打点计时器电源，释放小车释放小车。实验过程?C B A第9页，本讲稿共23页数据记录实验实验次数次数橡皮筋橡皮筋做的功做的功位移位移l/m时间间隔时间间隔t/s匀速运动时的速度匀速运动时的速度v/(m/s)123454WW2W3W5W.弹力做功刚完毕弹力做功刚完毕时小车的速度时小车的速度用什么方法用什么方法处理数据比处理数据比较直观较直观?第10页，本讲
7、稿共23页图象法处理数据做做W-v图图若为曲线若为曲线若为直线，则若为直线，则W与与v成正比成正比做做W-v2图图若为曲线若为曲线若为直线，则若为直线，则W与与v2成正比成正比做做W-v3图图为什么不为什么不做做 W-图图?1v第11页，本讲稿共23页实验次数实验次数1 12 23 34 45 5橡皮筋个数橡皮筋个数(根根)1 12 23 34 45 5对小车做功对小车做功WW2W2W3W3W4W4W5W5W小车获得的小车获得的速度速度V(m/s)V(m/s)0.751.001.251.401.60V V2 20.56251.001.56251.962.56下面是某物理实验小组做的实验，测出的
8、实验数据下面是某物理实验小组做的实验，测出的实验数据第12页，本讲稿共23页数据处理第13页，本讲稿共23页数数据据处处理理表明表明W与与 v2 成正比成正比第14页，本讲稿共23页注注意意事事项项1、橡皮筋的选择橡皮筋的选择2、平衡摩擦力平衡摩擦力 3、误差分析误差分析4、橡皮筋的条数橡皮筋的条数5、实验装置的选取实验装置的选取 第15页，本讲稿共23页实实实实验：验：验：验：探探探探究究究究功功功功与与与与速速速速度度度度变变变变化化化化的的的的关关关关系系系系第16页，本讲稿共23页1、功的测量2、速度测量位移相同,力不同橡皮筋法 力相同,位移不同重力法打点计时器光电门探究力对物体做功功
9、和速度速度变化的关系归纳与拓展 探究牛顿第二探究牛顿第二定律装置定律装置验证机械能守验证机械能守恒定律装置恒定律装置第17页，本讲稿共23页参考实验步骤参考实验步骤1、按图装好实验器材，把木板稍微倾斜，平衡阻力、按图装好实验器材，把木板稍微倾斜，平衡阻力2、先用一条橡皮筋做实验，把橡皮筋拉长到一定的位置，理、先用一条橡皮筋做实验，把橡皮筋拉长到一定的位置，理好纸带，接通电源，释放小车。好纸带，接通电源，释放小车。3、换用纸带，改用、换用纸带，改用2条、条、3条条同同样的橡皮筋的橡皮筋进行行实验，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
10、的速度，把小得的速度，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，第次，第3 3次次计为2W2W，3W 3W 5 5、对测量数据量数据进行估算，大致判断两个量可能的关系，然后以行估算，大致判断两个量可能的关系，然后以W W为纵坐坐标，v v，v v2 2（或其它）（或其它）为横坐横坐标作作图。第18页，本讲稿共23页课堂练习课堂练习1、本节是一个探究性实验，探究的目的是、本节是一个探究性实验，探究的目的是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、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、探究力对物体做功与物体加速度变化的关、探究力对物体做
11、功与物体加速度变化的关系系D、探究力对物体做功与物体速度变化的关系、探究力对物体做功与物体速度变化的关系D第19页，本讲稿共23页课堂练习课堂练习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、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、用同样的力对小车做功，让小车通过的距离依次是s、2s、3s进进行第行第1 1次、第次、第2
12、 2次、第次、第3 3次次实验时，力对物体做的功就是实验时，力对物体做的功就是W W、2W2W、3W 3W B B、让小车通过相同的距离，第、让小车通过相同的距离，第1 1次力为次力为F F、第、第2 2次力为次力为2F2F、第、第3 3次次力为力为3F3F实验时，力对小车做的功就是实验时，力对小车做的功就是W W、2W2W、3W 3W C C、选用相同的橡皮筋，在实验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一致，、选用相同的橡皮筋，在实验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一致，当用当用1 1条、条、2 2条、条、3 3条条同样的橡皮筋进行第同样的橡皮筋进行第1 1次、第次、第2 2次、第次、第3 3次次实验时，橡
13、皮筋对物体做的功就是实验时，橡皮筋对物体做的功就是W W、2W2W、3W 3W D D、利用弹簧秤测量对小车的拉力、利用弹簧秤测量对小车的拉力F F，利用直尺测量小车在力作用，利用直尺测量小车在力作用下移动的距离下移动的距离s s，便可以求出每次实验中力对小车做的功，可控，便可以求出每次实验中力对小车做的功，可控制为制为W W、2W2W、3W 3W C第20页，本讲稿共23页课堂练习课堂练习3、在本实验中，小车在运动中会受到阻力作用，这样，在小、在本实验中，小车在运动中会受到阻力作用，这样，在小车沿木板滑行的过程中，除橡皮筋对其做功以外，还有阻力车沿木板滑行的过程中，除橡皮筋对其做功以外，还有
14、阻力做功，这样便会给实验带来误差，我们在实验中想到的办法做功，这样便会给实验带来误差，我们在实验中想到的办法是，使木板略微倾斜，对于木板的倾斜程度，下面说法正确是，使木板略微倾斜，对于木板的倾斜程度，下面说法正确的是的是A、木板只要稍微倾斜一些即可，没有什么严格的要求、木板只要稍微倾斜一些即可，没有什么严格的要求B、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、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阻力斜面下滑的分力应等于小车受到的阻力C、如果小车不受拉力时在滑行的木板上能做匀速运动，这木、如果小车不受拉力时在滑行的木板上能做匀速运动，这木板
15、的倾斜程度是符合要求的板的倾斜程度是符合要求的D、其实木板不倾斜，问题也不大，因为实验总是存在误、其实木板不倾斜，问题也不大，因为实验总是存在误差的差的BC第21页，本讲稿共23页课堂练习课堂练习 4、有一只小老鼠离开洞穴沿直线前进，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，当它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行进到离洞穴距离为d d1 1的甲处时速度为的甲处时速度为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的乙处时的乙处时速度速度v v2 2多大？多大？（2 2）从甲处到乙处要用去多少时间？）从甲处
16、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第22页，本讲稿共23页解析：（解析：（1）由老鼠的速度与到洞穴的距离成反比，得）由老鼠的速度与到洞穴的距离成反比，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的乙处时速度的乙处时速度v2=d1v1/d2（2）由老鼠的速度与到洞穴的距离成反比，作出图）由老鼠的速度与到洞穴的距离成反比，作出图象，如图所示象，如图所示由图线下方的面积代表的物理意义可知，从由图线下方的面积代表的物理意义可知，从d1到到d2的的“梯形面积梯形面积”就等于从甲处到乙处所用的时间，易得就等于从甲处到乙处所用的时间，易得第23页，本讲稿共23页