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1、探究力对物体做的功与速度变化的关系1.研究对象是什么？某一个物体2.需要知道哪些物理量？力对物体做的功 W 和物体的速度 v3.怎样得到它们之间的关系？以力对物体做的功为纵坐标和物体在该点的速度 v为横坐标画图象通过图象找出它们之间的关系第1页/共21页钩码小车细绳纸带打点计时器一端附有定滑轮的长木板第2页/共21页GfFNFF2F1平衡摩擦力平衡摩擦力 把木板的一端垫高，使重力沿斜面向下的分力与摩擦力平衡 当小车的质量比钩码的质量大很多(M m)时，小车所受绳子的牵引力 F 近似地等于钩码的重力 G。这时，小车所受合力就等于绳子的牵引力 F第3页/共21页方案一的原理方案一的原理1.本方案是
2、怎样提供拉力的？研究对象是小车，由钩码提供拉力。2.怎样计算功和速度？用刻度尺测量纸带得出运动距离 l，读出钩码的重力G，则有 W=Gl。速度可由纸带上打出的点计算得出。3.如何得到多组数据？改变拉力或改变距离可得到不同的多组数据。第4页/共21页数据处理：数据处理：1、用天平测出重物的质量，求出重物的重力2、算出重力所做的功3、求出此物体的速度变化结论结论：W与与v2 2 成正比成正比第5页/共21页误差分析：误差分析：1、打点计时器与纸带之间存在这摩擦力；2、测量长度存在着误差。第6页/共21页实验目的实验目的：探究：探究橡皮筋对小车做功与小车橡皮筋对小车做功与小车速度的关系速度的关系实验
3、器材：实验器材：橡皮筋、小车、电源橡皮筋、小车、电源木板、打点计时器、木板、打点计时器、纸带、铁钉等纸带、铁钉等实验方案实验方案(二二)第7页/共21页思考1：小车在木板上运动的过程中，哪一阶段橡皮小车在木板上运动的过程中，哪一阶段橡皮筋对小车做功？筋对小车做功？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？橡橡皮皮筋筋的的弹弹力力是是变变力力，且且弹弹力力与与伸伸长长量量的的关关系系也也不不严严格格遵遵守守胡胡克克定定律律，不容易计算。不容易计算。橡皮筋被拉伸橡皮筋被拉伸直到恢复原长直到恢复原长的过程中的过程中第8页/共21页解决方案第一次用第一次用一条一条橡皮筋拉
4、小车橡皮筋拉小车第二次用第二次用两条两条完全相同的橡完全相同的橡皮筋并联起来栓到小车上拉皮筋并联起来栓到小车上拉小车，且使每条橡皮筋的伸小车，且使每条橡皮筋的伸长都长都和第一次的伸长量一样和第一次的伸长量一样做功做功W做功做功2W依次类推，并联依次类推，并联三条三条、四条四条橡皮筋，且拉伸橡皮筋，且拉伸的长度都一样，做的功为的长度都一样，做的功为3W、4W第9页/共21页橡皮筋的选择？思考2：要选择较细的、均匀的，弹性也比较一致的要选择较细的、均匀的，弹性也比较一致的橡皮筋为好。橡皮筋为好。橡皮筋的个数不易过多。橡皮筋的个数不易过多。第10页/共21页如何使拉力做的功等于合力做的功？如何使拉力
5、做的功等于合力做的功？即如何抵消摩擦力即如何抵消摩擦力平衡摩擦力橡皮筋对小车做的功是合力做的功吗？橡皮筋对小车做的功是合力做的功吗？把木板的把木板的一端垫高，一端垫高，使重力沿使重力沿斜面向下斜面向下的力与摩的力与摩擦力平衡擦力平衡F阻阻FGF阻阻FN还有摩擦还有摩擦力做功力做功FF2F1第11页/共21页思考3：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？先加速后匀速运动先加速后匀速运动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，橡皮筋恢复原长时的速度。利用打点计时器，用橡皮筋
6、恢复原长时的一段位移与所用时间用橡皮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的比值近似计算该点的瞬时速度第12页/共21页1 1、将打点计时器固定在一块平板上，让纸带的一端、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。将平板安夹在小车后端，另一端穿过打点计时器。将平板安装有打点计时器的一端适当垫高装有打点计时器的一端适当垫高，调整高度，直至，调整高度，直至轻推小车后使小车轻推小车后使小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、将橡皮筋固定在小车前端。拉长橡皮筋使小车位于于
7、靠近打点计时器靠近打点计时器处，处，记下小车位置记下小车位置。接通打点计接通打点计时器电源时器电源，释放释放小车小车。实验过程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 条条橡皮筋重做实验，保证橡皮筋重做实验，保证每次释放小车的位置相同每次释放小车的位置相同，即橡皮筋被拉长的长度相同即橡皮筋被拉长的长度相同。橡皮筋对小车做功分别为2W、3W、4W，将数据计入表格4 4、在上述、在上述实验打出的纸带实验打出的纸带中，分别找出小车开始中，分别找出小车开始近近似做匀速运动的点似做匀速运动的点，并分别测出匀速运动时的速度，并分别测出匀速
8、运动时的速度v v1 1、v v2 2、v v3 3、v v4 4、v v5 5。将数据计入表格第13页/共21页第14页/共21页第15页/共21页六、误差分析1由于忘记平衡摩擦力或没有完全平衡摩擦力对实验的影响2橡皮筋长度、粗细不一，使得拉力及拉力的功与条数不成正比带来误差3纸带上的点之间间距测量也会带来误差七、注意事项1适度平衡小车受到的摩擦力；2每次实验小车都要从同一位置由静止开始运动；3应选择规格相同的橡皮筋；4橡皮筋的拉伸长度要适度；5使小车挂住橡皮筋的中点，放正小车，使小车沿木板的中间线运动第16页/共21页1.关于探究功与物体速度变化的关系实验中，下列叙述正确的是（）A.每次实
9、验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值B.每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致C.放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D第17页/共21页2.在做“探究功与物体速度变化关系”的实验时，下列说法正确的是()A.通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值B.通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值C.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度D.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度AC第18页/共21页3.在“探究力对物体做功与速度变化的关系”的实验中每次橡皮筋的拉伸长度都保持不变，这样每次()A.做的功一样B.每条橡
10、皮筋做的功是一样多C.每条橡皮筋的弹性势能是一样的D.产生的重力势能相同BC第19页/共21页4.为了计算由于橡皮筋做功而使小车获得的速度，在某次实验中某同学得到了下图所示的一条纸带，在 A、B、C、D 中应该选用哪个点的速度才符合要求？实验中所要求测量的速度应该是橡皮筋作用完毕以后小车实验中所要求测量的速度应该是橡皮筋作用完毕以后小车的速度，也就是小车所获得的最大速度。由图可以看出，的速度，也就是小车所获得的最大速度。由图可以看出，A、B 两点橡皮筋还没有作用完毕，而两点橡皮筋还没有作用完毕，而 D 点是橡皮筋作用完毕后点是橡皮筋作用完毕后经过了一段时间，所以最理想的应该是经过了一段时间，所以最理想的应该是 C 点的速度。点的速度。第20页/共21页感谢您的观看！第21页/共21页