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1、5.6探究功与物体速度变化的探究功与物体速度变化的关系关系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 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枚枚 探究的器探究的器材材2021/8/11 星期三4探探 究的究的 思思 路路1、测量橡皮筋对小车做的功、
2、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、测量由于橡皮筋做功而使小车获得的速度得的速度v 3、数据处理，寻找、数据处理，寻找W与与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、测量橡皮筋对小车做的功、测量橡皮筋对小车做的功W 问题问题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：探究过程中，我们是否需要测出橡皮：探究过程中，我们是否需要测出橡皮筋筋 做功的具体数值？做功的具体数值？措施：措施：设法让橡皮筋每次对小车做的功分别设法让橡皮筋每次对小车做的功分别为为 W、2W、3W 问
3、题问题c：每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要：每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要 求？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，用重力的分力使木板稍微倾斜，用重力的分力（下滑力）来平衡小车运动过程中受到的（下滑力）来平衡小车运动过程中受到的阻力。阻力。2021/8/11 星期三72、测量由于橡皮筋做功而使小车获得、测量由于橡皮筋做功而使小车获得的速度的速度v 问题：如何测量小车的速度？问题：如何测量小车的速度？利用打点计时器打利用打点计
4、时器打出的纸带出的纸带 问题：纸带上打出的点并不都是问题：纸带上打出的点并不都是均匀的，均匀的，应该采用那些点来计算应该采用那些点来计算小车的速度？小车的速度？为什么？为什么？取点迹清晰且间距均取点迹清晰且间距均匀的部分匀的部分2021/8/11 星期三8 例: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的一条纸带,（1）应选哪些点间距进行测量？（2）怎样根据测得的数据进行确定小车的速度？.A B C D E F G （1）选用）选用DG段段 （2）V=LDG/tDG2021/8/11 星期三9 3、数据处理，寻找、数据处理，寻找W与与v的关系的关系 问题：如何找到功与速度的
5、关系？问题：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，可以减少偶然简便直观，可以减少偶然误差误差画画Wv图像图像画画Wv2图像图像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正比弹簧弹力对小车做的功与速度的平方成正比注：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，初速度为因为小车从静止开始运动，初速度为零，末速度就是小车速度的变化。零，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，功与速度之拓展：如果小车的初速度不为零，功与速度之 间应该有什
6、么样的关系？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，把木板稍微倾斜，、按图装好实验器材，把木板稍微倾斜，平衡阻力平衡阻力2、先用一条橡皮筋做实验，把橡皮筋拉、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，长到一定的位置，理好纸带，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条条同样的橡同样的橡皮筋进行实验，保持每次实验中橡皮筋皮筋进行实验，保持每次实验中橡皮筋拉长的长度相同。拉长的长度相同。4、由纸带算出小车获得的速度，把小车、由纸带算出小车获得的速度，把小车第一次获得的功计为第一次
7、获得的功计为W，第，第2次，第次，第3次次计为计为2W，3W 5、对测量数据进行估算，大致判断两个、对测量数据进行估算，大致判断两个量可能的关系，然后以量可能的关系，然后以W为纵坐标，为纵坐标，v，v2（或其它）为横坐标作图。（或其它）为横坐标作图。2021/8/11 星期三12课堂练习课堂练习1、本节是一个探究性实验，探究的目、本节是一个探究性实验，探究的目的是的是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、探究力对物体做功与物体加速度变化的关系化的关系D、探究力对物体做功与物体速
8、度变化、探究力对物体做功与物体速度变化的关系的关系D2021/8/11 星期三13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、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的功是第一次的多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进行第进行第1次、第次、第2次、第次、第3次次实验时，力实验时，力对物体做的功就
9、是对物体做的功就是W、2W、3W B、让小车通过相同的距离，第、让小车通过相同的距离，第1次力为次力为F、第、第2次力为次力为2F、第、第3次力为次力为3F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、2W、3W C、选用相同的橡皮筋，在实验中每次橡皮筋拉伸的长、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，当用度保持一致，当用1条、条、2条、条、3条条同样的橡皮筋进同样的橡皮筋进行第行第1次、第次、第2次、第次、第3次次实验时，橡皮筋对物体做实验时，橡皮筋对物体做的功就是的功就是W、2W、3W 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，利用直尺测量小车
10、，利用直尺测量小车在力作用下移动的距离在力作用下移动的距离s，便可以求出每次实验中力，便可以求出每次实验中力对小车做的功，可控制为对小车做的功，可控制为W、2W、3W C2021/8/11 星期三143、在本实验中，小车在运动中会受到阻力作用，这、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，还有阻力做功，这样便会给实验带来做功以外，还有阻力做功，这样便会给实验带来误差，我们在实验中想到的办法是，使木板略微误差，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，下面说法正确的是倾斜，对于木板的
11、倾斜程度，下面说法正确的是A、木板只要稍微倾斜一些即可，没有什么严格的要、木板只要稍微倾斜一些即可，没有什么严格的要求求B、木板的倾斜程度在理论上应满足下列条件：即重、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使物体沿斜面下滑的分力应等于小车受到的阻力力C、如果小车不受拉力时在滑行的木板上能做匀速运、如果小车不受拉力时在滑行的木板上能做匀速运动，这木板的倾斜程度是符合要求的动，这木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、其实木板不倾斜，问题也不大，因为实验总是存在误差的在误差的BC2021/8/11 星期三15 4、有
12、一只小老鼠离开洞穴沿直线前进，它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，当它行进的速度与到洞穴的距离成反比，当它行进到离洞穴距离为到离洞穴距离为d1的甲处时速度为的甲处时速度为v1，试，试求：求：（1）老鼠行进到离洞穴距离为）老鼠行进到离洞穴距离为d2的乙处时速的乙处时速度度v2多大？多大？（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成反比，）由老鼠的速度与到洞穴的距离成反比，得得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）由老鼠的速度与到洞穴的距离成反比，作出图象，如图所示图象，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就等于从甲处到乙处所用的时间，易得间，易得2021/8/11 星期三172021/8/11 星期三18