第七章第6节 实验：探究功与速度变化的关系-2020-2021学年高中物理必修2【导学教程】同步辅导（人教版）课件PPT

第七章 机械能守恒定律 物理·必修2 菜 单 第6节　实验：探究功与速度变化的关系 第七章 机械能守恒定律 物理·必修2 菜 单 1．通过实验探究力对物体做功与物体速度变化的关系。 2．经历探究过程，体会科学方法。 一、实验目的 实验探究·创新培优 第七章 机械能守恒定律 物理·必修2 菜 单 1．功的确定：让橡皮筋拉动小车做功使小车的速度增加，使拉小车的橡皮筋的条数由1条变为2条、3条…，则橡皮筋对小车做的功为W、2W、3W…。 2．速度的计算：通过对打点计时器所打纸带的测量计算出每次橡皮筋做功结束时小车的速度。 二、实验原理 第七章 机械能守恒定律 物理·必修2 菜 单 3．分析每次橡皮筋做的功与物体速度的关系，即可总结出功与速度变化的关系。 第七章 机械能守恒定律 物理·必修2 菜 单 木板、橡皮筋(若干)、小车、电火花打点计时器(或电磁打点计时器、复写纸、学生电源)、交流电源、纸带、刻度尺等。 三、实验器材 第七章 机械能守恒定律 物理·必修2 菜 单 1．按如图7－6－1所示安装好实验仪器。 四、实验步骤 图7－6－1 第七章 机械能守恒定律 物理·必修2 菜 单 2．平衡摩擦力：将安装有打点计时器的长木板的一端垫起，纸带穿过打点计时器，不挂橡皮筋，闭合电源，轻推小车，打点计时器在纸带上打出间隔均匀的点。 3．第一次先用一条橡皮筋做实验，用打点计时器和纸带测出小车获得的速度v1，设此时橡皮筋弹力对小车做功为W，并将得到的数据记入表格。 第七章 机械能守恒定律 物理·必修2 菜 单 4．换用2条、3条、4条……同样的橡皮筋做实验，并将橡皮筋拉伸的长度都和第一次相同，测出v2、v3、v4…，橡皮筋对小车做功分别为2W、3W、4W…，将数据记入表格。 5．分析数据，尝试做W－v，W－v2等图像，探究W、v的关系。 第七章 机械能守恒定律 物理·必修2 菜 单 五、数据处理 1．速度数值的获得：实验获得的是如图7－6－2所示的纸带，为探究橡皮筋弹力做功与小车速度的关系，需要测量的是弹力做功结束时小车的速度，即小车做匀速运动的速度。所以，应该在纸带上测量的物理量是图中A1、A3间距离x，小车速度的表达式为v＝eq \f(x,2T)，其中T是打点计 第七章 机械能守恒定律 物理·必修2 菜 单 时器的打点周期。即选择相邻距离基本相同的若干点A1、A2、A3……来计算小车匀速时的速度。 图7－6－2 第七章 机械能守恒定律 物理·必修2 菜 单 2．计算W、2W、3W…对应的v、v2、v3、eq \r(v)…数值，填入下面表格。 W vn　 W 2W 3W 4W 5W v v2 v3 eq \r(v) 第七章 机械能守恒定律 物理·必修2 菜 单 3.逐一与W的一组数值对照，判断W与v的可能关系或分别试探画出W与v、W与v2、W与v3、W与eq \r(v)间关系的图像，找出哪一组的图像是直线，从而确定功与速度的正确关系。 第七章 机械能守恒定律 物理·必修2 菜 单 1．系统误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋拉力做的功与橡皮筋的条数不成正比。 2．系统误差的另一主要来源是摩擦力平衡得不合适。 3．利用纸带确定物体的速度时，点间距测量不准会带来偶然误差。 4．作图描点不准确也会带来偶然误差。 六、误差分析 第七章 机械能守恒定律 物理·必修2 菜 单 1．平衡摩擦力的方法：将木板一端垫高，轻推小车，由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否做匀速运动。 2．测小车速度时，纸带上的点均匀的部分，也就是测小车做匀速运动时的速度。 七、注意事项 第七章 机械能守恒定律 物理·必修2 菜 单 3．所选橡皮筋的劲度系数应小一些，小车质量应大一些，以使纸带上打的点多一些。 4．所选橡皮筋的规格应一样，力对小车做的功以一条橡皮筋做的功为单位即可，不必计算出具体数值。 5．每次释放小车时，都要让它从同一位置由静止开始运动。 第七章 机械能守恒定律 物理·必修2 菜 单 ［例1］探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如图7－6－3所示，实验主要过程如下： 题型一　实验原理及实验步骤 典例剖析·探寻规律 第七章 机械能守恒定律 物理·必修2 菜 单 图7－6－3 (1)设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W…； (2)分析打点计时器打出的