专题7.6 实验： 探究功与物体速度变化的关系-2019-2020学年高一物理课件精选（人教版必修2）(共32张PPT)

第七章 机械能守恒定律 6 实验：探究功与物体速度变化的关系 复习 弹性势能 重力势能 动能 重力做功 弹力做功 外力做功 速度 WG＝EP1－EP2 WF＝EP1－EP2 重力做功 力对物体做功与物体的速度变化存在某种等量关系？ 力引起了物体速度的改变 重力势能变化 弹力做功 弹性势能变化 猜想 力对物体做了功 回顾与思考 问题与思考 1、什么是动能？其大小与什么因素有关？ 2、何为速度变化？引起速度变化的原因是什么？ 3、力是引起速度变化的原因,力能对物体做功,做功与速度变化之间有何关系 实验 ：探究做功与小车速度变化的关系 实验目的：通过实验探究橡皮筋对小车做功与小车速度的关系 实验器材：橡皮筋、小车、木板、打点计时器、铁钉、刻度尺等 橡皮筋 小车 打点计时器 纸带 木板 铁钉 如何使拉力做的功等于合力做的功？即如何抵消摩擦力。 思考 小车在运动过程中，有哪些力做功？ 拉力和摩擦力做功 把木板的一端垫高，使重力沿斜面向下的力与摩擦力平衡 F阻 F G F阻 FN F F2 F1 思考 小车在木板上运动的过程中，哪一阶段橡皮筋对小车做功？ 橡皮筋对小车拉力做的功能否直接测量？ 橡皮筋的弹力是变力，且弹力与伸长量的关系也不严格遵守胡克定律 ，不容易计算。 橡皮筋被拉伸直到恢复原长的过程中 怎样设计实验才能解决这一问题? ? ? ? C B A 解决方案 第一次用一条橡皮筋拉小车 第二次用两条完全相同的橡皮筋并联起来栓到小车上拉小车，且使每条橡皮筋的伸长都和第一次的伸长量一样 做功W 做功2W 依次类推，并联三条、四条……橡皮筋，且拉伸的长度都一样，做的功为3W、4W…… 皮筋做功W 速度变化V 之间的关系 思考: 小车在平衡摩擦力f之后，在皮筋弹力作用下的运动性质如何？ A B C D E F G 思考 小车在木板上做什么性质的运动？ 先加速后匀速再减速 我们要取的速度是哪个阶段的速度？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一段位移与所用时间的比值近似计算该点的瞬时速度 每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要求？ 我们由问题一可以知道：为了使弹力功的大小与橡皮筋的条数成正比，因此，每次拉长橡皮筋的长度应该相等。 思考 小车获得的速度怎样计算？ 由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由纸带和打点计时器测出。而且测量小车的速度一定是小车匀速运动时速度。即小车的末速度。 应该采用那些点距来计算小车的速度？ 小车的运动情况： 变加速直线运动（加速度越来越小的加速运动） 匀速运动 减速运动 如图： 我们应该求小车匀速阶段的速度。即：弹力做功刚完毕时小车的速度 .. . . . . . . . . 4、在上述实验中打出的5 条纸带中，分别找出小车开始近似做匀速运动的点，并分别测出匀速运动时的速度v1 、v2 、v3 、v4 、v5 。 3、用2 条、3 条、4 条、5 条橡皮筋分别代替1 条橡皮筋重做实验，保证每次释放小车的位置相同，即橡皮筋被拉长的长度相同。 1、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。将平板安装有打点计时器的一端适当垫高，调整高度，直至轻推小车后使小车恰能在板上做匀速直线运动为止。 2、将橡皮筋固定在小车前端。拉长橡皮筋使小车位于靠近打点计时器处，记下小车位置。接通打点计时器电源，释放小车。 实验过程 C B A ? ? 数据记录 4W W 2W 3W 5W 弹力做功刚完毕时小车的速度 用什么方法处理数据比较直观? 实验次数 橡皮筋做的功 位移l /m 时间间隔t /s 匀速运动时的速度v /(m/s) 1 2 3 4 5 . . . . . . . . . . 图象法处理数据 做W-v图 若为曲线 若为直线，则W与v成正比 做W-v2图 若为曲线 若为直线，则W与v2成正比 …… …… 做W-v3图 …… 1 v 为什么不做 W- 图? 数据处理 为什么图象会通过原点? （电火花计时器） W v /(m/s) 1 2 3 4 5 6 0 0 0.80 1.10 1.28 1.53 1.76 1.89 W-v图 数据处理 表明W与 v2 成正比 （电火花计时器） W v2/(m2·s -2) 0 0 1 0.64 2 1.21 3 1.64 4 2.34 5 3.10 6