探究合力做功与速度变化的关系.

0.103041
0.173889 0.219961
0.033076
0.072512 0.103162
0.566569
0.645755 0.684836
5
6
5W
6W
0.529
0.571
0.279841
0.326041
0.148036
0.186169
0.727324
0.755645
问题：如何找到功与速度的关系？ 方法一：计算法 比较麻烦 方法二：图像法 简便直观，可以减少偶然
5、对测量数据进行估算，大致判断两个量可能的关系， 然后以W为纵坐标，v，v2（或其它）为横坐标作图。
三、采集数据 生成结论
实验 次数 1 橡皮筋 做的功 W 匀速运动时的速度
v
0.232
v
2
v
3
v
0.481664
0.053824
0.012487
2
3 4
2W
3W 4W
0.321
0.417 0.469
引导：
1.用什么实验器材测量速度？怎么测？ 2.测量功需要测什么物理量，用什么实验器材测 量，怎么测？
提示： 1. 测速度：打点计时器或光电门等. 2. 测量功：用相同橡皮筋的拉力做功或利用重力做 功等.
二、探究方案
方案一：利用重力做功
打点计时器 纸带 小车 细绳
一端附有定滑轮的长木板
钩码
方案一的原理：
探 究的 思 路
1、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 得的速度v 3、数据处理，寻找W与v的关系
1、小车在木板上运动过程中，哪一阶段橡皮
筋对小车做功？这个功能否直接求解？ 在橡皮筋恢复原长之前，橡皮筋对小车做功
由于橡皮筋的弹力是变力，不能直接求功
注意：要想使合力做功等于橡皮筋拉力所做的功， 同样需要平衡摩擦力，方法是什么？ 方法也是将远离滑轮的一端垫高，使重力沿斜面向
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
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DG段 （2）V=LDG / tDG
参考实验步骤
1、按图装好实验器材，把木板稍微倾斜，平衡阻力 2、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，释放小车。
3、换用纸带，改用2条、3条……同样的橡皮筋进行实பைடு நூலகம்验，保持每次实验中橡皮筋拉长的长度相同。 4、由纸带算出小车获得的速度，把小车第一次获得的 功计为W，第2次，第3次……计为2W，3W ……
误差 画W－v图像 画W－v2图像
W与v图象
W与 v图象
W与v 图象
2
W与v 图象
3
实验结论：
W v
2
即力对原来静止的物体做的功与物体获得 的速度的平方成正比。
实验：探究功与速度变化的关系
复习引入
重力做功 重力势能
WG＝EP1－EP2
弹力做功
弹性势能 WF＝EP1－EP2
合外力做功
动能 速度
物体的动能与它的速度是密切相关 速度的变化又与它受的合外力有关 所以，我们首先来探究：
合外力对物体做功与物体速度变化的关系
一、探究目的
探究合力做功与速度变化的关系，初速度为零， 实验转化为探究合力做功与末速度的关系。
下的分力等于摩擦力。
2、探究过程中，我们是否需要测出橡
皮筋做功的具体数值？ 不需要， 橡皮筋的弹力做功不容易计算，然 而改用橡皮筋的条数，使每根橡皮筋的弹力 做的功相等。即，橡皮筋对小车做的功分别
为W、2W、3W……
能不能用皮筋拉长△X，2 △X， 3△X……来表 示做W，2W，3W……呢？
不能
3、每次实验中的橡皮筋有什么要求？
让滑块在钩码的拉力作用下由静止开始做匀
加速运动,纸带记录下速度v1,拉力做功分别为W1,
据w=FL，改变F合或改变L就改变W合，从 而探究W合与速度V的关系。
1、小车在运动过程中，有哪些力做功？
F阻 F
拉力和摩 擦力做功
2、摩擦力容易计算吗？如何使拉力做的功等于 合力做的功？即如何抵消摩擦力。 把木板的一端垫 FN 高，使重力沿斜 F阻 面向下的力与摩 F1 F 擦力平衡
F2
G 平衡摩擦力以后，不挂重物时，小 车连着纸带做匀速直线运动
小车受到的拉力F等于所挂砝码 的重力mg吗？
必须保证所悬挂重物的重力mg远
小于小车的重力Mg，小车受到的拉力
才近似等于重物的重力
方案二：利用橡皮筋做功
打点计时器 小车 铁钉
纸带
橡皮筋
木板
原理：让橡皮筋拉动小车移动一段位移，通过改变橡 皮筋的条数改变拉力做功的大小，看W与V的关系成 怎样的关系。
为了使每根橡皮筋的弹力做的功的大小 相等，每次拉长橡皮筋的长度应该相等且橡皮 筋粗细、形状、材质一样（劲度系数一样）。
再问： 每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要 求？
相同
4、怎样求小车获得的速度？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