探究速度与动能的关系

W v2
钩码
方案一的原理： 让滑块在钩码的拉力作用下由静止开始做匀加速运 动,用纸带记录下速度v1、v2,拉力做功分别为W1、W2, 保
持滑块质量和所挂钩码的质量不变，保证绳子对滑块的
拉力保持不变，让滑块从同一位置出发,同样记录下其它 实验数据。
F阻
F FN F阻 F1 F G
平衡摩擦
F2
注意：要想使合力做功等于拉力做功需要平衡摩擦 力，方法是将远离滑轮的一端垫高，使重力沿斜面向下 的分力等于摩擦力。
皮筋系在小车上，将小车拉到某个位置松手，得到一条打
有点的纸带1，第二次用两根橡皮筋并系在小车上，将小车 拉到同一位置松手，又得到一条打有点的纸带2……当有六 根相同的橡皮筋并系在小车上时，可得到打有点的纸带6， 现要用纸带来求因橡皮筋做功而使小车获得的速度，下列
做法正确的是（ D
）
A．在六条纸带中选择其中一条点迹清晰且点间距合理的纸 带，依次在这条纸带上标出计数点并求出各计数点的速度， 就可得到橡皮筋做功与小车速度变化的关系 B．每条纸带末端倒数第2个点的速度就可近似看成是对应的
2
即力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度
1.本节是一个探究性实验，探究的目的是( D ) A.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 C.探究力对物体做功与物体加速度变化的关系
D.探究力对物体做功与物体速度变化的关系
2.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( C )
A.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1次、第2次、第3次……实验时，力对 物体做的功就是W、2W、3W …… B.让小车通过相同的距离，第1次力为F、第2次力为2F、 第3次力为3F……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度
4.在做实验时，小车会因为受摩擦力而影响实验，我们可
以使木板倾斜作为补偿。则下面操作正确的是（ C ）
A.使拖着纸带的小车由静止释放，小车不下滑即可 B.使拖着纸带的小车由静止释放，小车能下滑即可 C.沿木板向下推拖着纸带的小车，放手后打点计时器在纸 带上打下的点间距均匀即可
D.以上说法都不对
5．在探究做功与物体速度变化的实验中，第一次用一根橡
方案一的改进：使用气垫导轨
方案二：
打点计时器
小车
铁钉
纸带
橡皮筋
木板
方案二的原理： 用几根相同的橡皮筋拉动小车运动, 一根橡皮
筋做功为W,两根橡皮筋做功为2W,三根橡皮筋做功
为3W……，速度通过打点计时器打出的纸带计算得 出。 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，方法也是将远离滑轮的 一端垫高，使重力沿斜面向下的分力等于摩擦力。
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？ 3.怎样通过一个实验同时测出速度和功?
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：
打点计时器 纸带 小车 细绳
一端附有定滑轮的长木板
保持一致，当用1条、2条、3条……同样的橡皮筋进行第 1次、第2次、第3次……实验时，橡皮筋对物体做的功就 是W、2W、3W …… D.利用弹簧秤测量对小车的拉力F，利用直尺测量小车在
力的作用下移动的距离s，便可以求出每次实验中力对小
车做的功，可控制为W、2W、3W ……
3.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，使木板略微倾斜，对于木板的倾斜程 度，下面说法正确的是( BC ) A.木板只要稍微倾斜一些即可，没有什么严格的要求 B.木板的倾斜程度在理论上应满足下列条件：即重力沿 斜面下滑的分力应等于小车受到的阻力 C.如果小车不受拉力时在滑行的木板上能做匀速运动， 这时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，因为实验总是存在误 差的
0.053824 0.012487 0.103041 0.033076 0.173889 0.072512 0.219961 0.103162 0.279841 0.148036 0.326041 0.186169
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
的平方成正比。
通过每次增加一根橡皮筋
的方法表示功的大小。
气垫导轨实验
学生实验
教师实验
三、采集数据 生成结论
实验 次数 1 2 3 4 5 6 橡皮筋 做的功 W 2W 3W 4W 5W 6W 匀速运动时的速度
v
0.232 0.321 0.417 0.469 0.529 0.571
v
2
v
3
v
0.481664 0.566569 0.645755 0.684836 0.727324 0.Байду номын сангаас55645
橡皮筋做功而使小车获得的速度
C．每条纸带始端第2个点的速度就可近似看成是对应的橡皮 筋做功而使小车获得的速度 D．每条纸带上点间距相等的那部分的中心点的速度就可近 似看成是对应的橡皮筋做功而使小车获得的速度
一、探究目的 探究合力做功与速度变化的关系。 二、探究方案 方案一和方案二的器材原理及注意事项 三、采集数据 生成结论
6 实验：探究功与速度变化 的关系
1.领会探究功与物体速度变化的关系的实验设计思路。
2.能进行实验操作，会采集实验数据。
3.理解实验数据时寻找W与v的关系的方法。
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
外力做功
动能 速度
弹弓
弹弓
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。