物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 第六節(jié) 探究功與速度變化的關(guān)系 新人教版必修2

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1、1 1、會(huì)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶計(jì)算物體會(huì)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)的速度運(yùn)動(dòng)的速度，學(xué)習(xí)利用物理圖象研究功與學(xué)習(xí)利用物理圖象研究功與物體速度變化的關(guān)系物體速度變化的關(guān)系。2 2、通過(guò)紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來(lái)探究功與速通過(guò)紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來(lái)探究功與速度的關(guān)系，體驗(yàn)探究過(guò)程和物理學(xué)的研究度的關(guān)系，體驗(yàn)探究過(guò)程和物理學(xué)的研究方法方法。第六節(jié)第六節(jié) 實(shí)驗(yàn)：探究功與速度變化實(shí)驗(yàn)：探究功與速度變化的關(guān)系的關(guān)系彈性勢(shì)能彈性勢(shì)能重力勢(shì)能重力勢(shì)能動(dòng)能動(dòng)能重力做功重力做功彈力做功彈力做功外力做功外力做功速度速度W WG GE EP1P1E EP2P2W WF FE EP1P1E EP2P2復(fù)習(xí)引入：復(fù)習(xí)引入：

2、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)探究橡皮筋對(duì)小車做功與小通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究橡皮筋對(duì)小車做功與小車速度的關(guān)系車速度的關(guān)系實(shí)驗(yàn)器材：實(shí)驗(yàn)器材：橡皮筋、小車、木板、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、橡皮筋、小車、木板、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、鐵釘?shù)辱F釘?shù)认鹌そ钕鹌そ钚≤囆≤嚧螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶紙帶木板木板鐵釘鐵釘思考思考:小車在木板上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，哪一階段橡皮小車在木板上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，哪一階段橡皮筋對(duì)小車做功？筋對(duì)小車做功？橡皮筋對(duì)小車橡皮筋對(duì)小車?yán)ψ龅墓δ芾ψ龅墓δ芊裰苯訙y(cè)量？否直接測(cè)量？橡皮筋的彈力是變力，且橡皮筋的彈力是變力，且彈力與伸長(zhǎng)量的關(guān)系也不彈力與伸長(zhǎng)量的關(guān)系也不嚴(yán)格遵守胡克定律嚴(yán)格遵守胡克定律 ，不，不容易計(jì)算。容易計(jì)

3、算。? ? ? ?C B A橡皮筋被拉伸橡皮筋被拉伸直到恢復(fù)原長(zhǎng)直到恢復(fù)原長(zhǎng)的過(guò)程中的過(guò)程中怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)才怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)才能解決這一問(wèn)題能解決這一問(wèn)題? ?解決方案解決方案: :第一次用第一次用一條一條橡皮筋拉小車橡皮筋拉小車第二次用第二次用兩條兩條完全相同的橡完全相同的橡皮筋并聯(lián)起來(lái)栓到小車上拉皮筋并聯(lián)起來(lái)栓到小車上拉小車，且使每條橡皮筋的伸小車，且使每條橡皮筋的伸長(zhǎng)都長(zhǎng)都和第一次的伸長(zhǎng)量一樣和第一次的伸長(zhǎng)量一樣做功做功W W做功做功2W2W依次類推，并聯(lián)依次類推，并聯(lián)三條三條、四條四條橡皮筋，且橡皮筋，且拉伸的長(zhǎng)度都一樣，做的功為拉伸的長(zhǎng)度都一樣，做的功為3W3W、4W 4W 思考：思考：小

4、車在木板上做什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)？小車在木板上做什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)？先加速后勻速再減速先加速后勻速再減速我們要取的速度是哪個(gè)階段的速度？這個(gè)我們要取的速度是哪個(gè)階段的速度？這個(gè)速度該如何測(cè)量？速度該如何測(cè)量？橡皮筋恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)的速度。利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)橡皮筋恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)的速度。利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，用橡皮筋恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)的一段位移與所器，用橡皮筋恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)的一段位移與所用時(shí)間的比值近似計(jì)算該點(diǎn)的用時(shí)間的比值近似計(jì)算該點(diǎn)的瞬時(shí)速度瞬時(shí)速度。如何使拉力做的功等于合力做的功？即如何如何使拉力做的功等于合力做的功？即如何抵消摩擦力。抵消摩擦力。橡皮筋對(duì)小車做的功是合力做的功嗎？橡皮筋對(duì)小車做的功是合力做的功嗎？把木板的一端墊把木板

5、的一端墊高，使重力沿斜高，使重力沿斜面向下的力與摩面向下的力與摩擦力擦力平衡平衡F阻阻FGF阻阻FN還有摩擦力還有摩擦力做功做功FF2F12 2、將橡皮筋固定、將橡皮筋固定在小車前端。拉長(zhǎng)在小車前端。拉長(zhǎng)橡皮筋使小車位于橡皮筋使小車位于靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，處，記下記下小車位置小車位置。接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，釋放小車接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，釋放小車。1 1、將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在一塊平板上，讓紙、將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在一塊平板上，讓紙帶的一端夾在小車后端，另一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)帶的一端夾在小車后端，另一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。將平板安時(shí)器。將平板安裝有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端適當(dāng)裝有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端適當(dāng)墊高墊高，調(diào)整

6、高度，直至輕推小車后使小車，調(diào)整高度，直至輕推小車后使小車恰恰能能在板上在板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)為止。為止。實(shí)驗(yàn)過(guò)程：實(shí)驗(yàn)過(guò)程：? ? ?C B A3 3、用、用2 2 條、條、3 3 條、條、4 4 條、條、5 5 條橡皮筋分條橡皮筋分別代替別代替1 1 條橡皮筋重做實(shí)驗(yàn)，保證條橡皮筋重做實(shí)驗(yàn)，保證每次釋每次釋放小車的位置相同放小車的位置相同，即橡皮筋被拉長(zhǎng)的長(zhǎng)，即橡皮筋被拉長(zhǎng)的長(zhǎng)度相同。度相同。實(shí)驗(yàn)過(guò)程：實(shí)驗(yàn)過(guò)程：? ? ?C B A4 4、在上述實(shí)驗(yàn)中打出的、在上述實(shí)驗(yàn)中打出的5 5 條紙帶中，分條紙帶中，分別找出小車開(kāi)始別找出小車開(kāi)始近似做勻速運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)近似做勻速運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)，并，

7、并分別測(cè)出勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度分別測(cè)出勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度v v1 1 、v v2 2 、v v3 3 、v v4 4 、v v5 5 。數(shù)據(jù)記錄：數(shù)據(jù)記錄：實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)次數(shù)次數(shù)橡皮筋橡皮筋做的功做的功位移位移l /ml /m時(shí)間間隔時(shí)間間隔t /st /s勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度度v /(m/s)v /(m/s)1 12 23 34 45 54W4WW W2W2W3W3W5W5W. . . . . . . . . . 彈力做功剛完畢時(shí)彈力做功剛完畢時(shí)小車的速度小車的速度用什么方法處理用什么方法處理數(shù)據(jù)比較直觀數(shù)據(jù)比較直觀? ?圖象法處理數(shù)據(jù)圖象法處理數(shù)據(jù)做做W W - -v v 圖圖若為曲線若為曲

8、線若為直線，則若為直線，則W W與與v v成正比成正比做做W W- -v v2 2圖圖若為曲線若為曲線若為直線，則若為直線，則W W與與v v2 2成正比成正比做做W W- -v v3 3圖圖為什么不做為什么不做 W- W- 圖圖? ?V1數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)處理：W Wv /(m/s)v /(m/s)1 12 23 34 45 56 60.800.80 1.10 1.10 1.28 1.281.531.53 1.76 1.761.891.89W W- -v v圖圖0 00 0為什么圖象會(huì)通過(guò)原點(diǎn)為什么圖象會(huì)通過(guò)原點(diǎn)? ?W W- -v v2 2圖圖W W v v2 2/(m/(m2 2ss -2 -2) )0 00 01 10.64 0.64 2 21.211.213 31.641.644 42.342.345 53.103.106 63.573.57表明表明W W與與 v v2 2 成正比成正比數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)處理：1 1、橡皮筋的選擇橡皮筋的選擇2 2、平衡摩擦力平衡摩擦力 3 3、誤差分析誤差分析4 4、橡皮筋的條數(shù)橡皮筋的條數(shù)5 5、實(shí)驗(yàn)裝置的選取實(shí)驗(yàn)裝置的選取 注意事項(xiàng)：注意事項(xiàng)：