实验：探究功与速度变化的关系
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第七章 机械能守恒定律
7.6 实验：探究功与速度变化 的关系
学习目的：
1.理解探究性实验中的探究思路、操作技 巧和数据处理，能够自主设计实验。 2.会用打点计时器打下的纸带计算物体运 动的速度。 3.利用物理图象探究功与物体速度变化的 关系。
重力做功WG mgh
重力势能 EP mgh
C B A
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.
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 .
?
?
三.数据处理功与速度的关系 得到的数据应怎么处理?
思考二:①平衡摩擦力后打出点迹是怎样的？ 方法:判断运动 ②我们应该选取纸袋上的哪部分点计算小车获得的速度？
s 应该选后段点间距均匀的点 v v nT
思考三:若未平衡摩擦力,请定性画出所得纸带是怎样的？
A
B
C
D
E
F
G
做出W—v的图象,如果不是直线. 做出W—v2的图象,如果是一条直线 实验结论： W∝V2,即功与物体的速度的平方成正比.
C B B A
?
①F合＝FT的条件？ 平衡摩擦 ③记录数据?W=Fl.
方案二: 1.橡皮筋做的功
问题:①橡皮筋做功是恒力做 功还是变力做功？ ②如何改变橡皮筋做的功？ ③要保证橡皮筋做功为整数倍需要选择什么样的橡皮
筋?才能减少误差? 橡皮筋的长度、粗细应相同 ④改变橡皮筋条数后为什么要把小车拉到相同的位置释放 ? 不这样会出现什么结果? 每条橡皮筋每次做功相等
1.通过实验探究力对物体做的功与物体速度 变化的关系 2.体会探究的过程和所用的方法
探究思路
1.测量对小车做的功W 2.测量小车获得的速度v 3.数据处理,寻找W与v的关系
实验器材:木板、小车、橡皮筋(若干）、砝码（应该使小 车的质量大些）打点计时器、电源、纸带、钉子
方案一:
②FT＝mg的条件?M车>>m物 v用计时器测
例2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 装置如图所示,实验主要过程如下:(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纸带,求出 小车的速度v1、v2、v3、……;(3)作出W-v草图;(4)分析W-v图象. 如果W-v2图象是一条直线 ,表明W∝v,如果不是直线,可考虑是否存 3 在W∝v 、W∝v 、W∝ v 等关系.以下关于该试验的说法中有一 D 项不正确,它是______________ . A.本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、…。所采用 的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长 度保持一致。当用1条橡皮筋进行实验时，橡皮筋对小车做的功为 W，用2条、3条、…橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、…实验时， 橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W、…。B.小车运动中会受到阻 力，补偿的方法，可以使木板适当倾斜。C.某同学在一次实验中， 得到一条记录纸带。纸带上打出的点，两端密、中间疏。出现这 种情况的原因， 可能是没有使木板倾斜或倾角太小。D.根 据记录纸带上打出的点，求小车获得的速 度的方法，是以纸带上第一点到最后一点 的距离来进行计算的。
?
wk.baidu.com
思考一: 1.还有其他力对小车做功吗?为了使橡皮筋对小车
做的功即为合力功,怎么办?
FN
平衡摩擦
轻推小车小车 能匀速运动
F阻
mgsinθ＝μmgcosθ. tanθ＝μ
F1 F
F2 G 2探究过程中,我们是否需要测出橡皮筋做功的具体数值? 橡皮筋弹力做功不容易计算,然而改用橡皮筋的条数,保 持小车相同的运动距离,则弹力的功与橡皮筋条数成正 比.即橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W…… 利用倍数关系巧妙测变力做的功是本实验的精妙之处 小车运动情况: 3.应该采用那些点距来计算小车的速度？ 变加速直线运动(a越来越小的加速运动) 应求小车匀速阶 匀速运动 减速运动 段的速度.即:弹 .. . . . . . . . . 如图: 力做功刚完毕时
实验目标 ： 探究功与速度变化的关系． 实验器材 ： 长木板、橡皮筋(若干)、小车、打点计时器、 橡皮筋、电源、导线、刻度尺、木板、砝码（应 该使小车的质量大些） ． 注意事项： 1．橡皮筋的选择． 3．误差分析． 5．实验装置的选取． 2．平衡摩擦力． 4．橡皮筋的条数．
【例1】在用如图所示装置做“探究功与速度变化的关系” 的实验时,下列说法正确的是( A C ) A.通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值 B.通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值 C.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得 的最大速度 D.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得 的平均速度
在探究功与物体速度变化关系时得到w-v的一组数据如下: w 0 1W 2W 3W 4W 5W 6W 请同学们 帮该同学 v 0 0.8 1.1 1.28 1.53 1.76 1.89 分析W与 v2 0 0.64 1.21 1.64 2.34 3.1 3.57 V间关系
结论:过原点的直线 图7—6—3 ,说明
wv
2
1.小车在木板上运动时会受到阻力, 怎么补偿? 2.测量橡皮筋拉力做功时利用倍数关系巧妙地避开直接测 量变力做功的问题(但必须注意实验时,每次拉长橡皮筋的 长度应该相等). 3.纸带上的点距并不都是均匀的,应该采用那些点距来计算 小车的速度?为什么? 1. 打出纸带点数不能过少,否则找不出小车 不受弹力匀速时打出的点,描绘曲线要容易判断曲线性质 2.在长木板上,小车、铁钉、打点计时器的位置应调整适当, 以保证打在纸带上的点便于处理,求出小车运动的速度. 3.平衡摩擦力时,可使木板略微倾斜,作为补偿. 4.小车的质量较小,当用多条橡皮筋时,打出的点过少,应改 用质量稍大的小车(或可加砝码),以保证打出的点便于处理. 5. 点并不是均匀的,应选用均匀的部分来确定小车的速度.
二 . 实 验 过 程
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.
WG = mg(h1-h2)=Ep1 - Ep2 = -ΔEp 弹力做功WF
弹性势能 E p
1 1 2 2 W E ＝ kl1 kl2 P 2 弹 2
外力做功W 动能 速度
1 2 kl 2
一.探究功与物体速度变化的关系 定性:在物体质量一定的前提下:
对物体做的功越多,物体的速度变化就越大.
第七章 机械能守恒定律
7.6 实验：探究功与速度变化 的关系
学习目的：
1.理解探究性实验中的探究思路、操作技 巧和数据处理，能够自主设计实验。 2.会用打点计时器打下的纸带计算物体运 动的速度。 3.利用物理图象探究功与物体速度变化的 关系。
重力做功WG mgh
重力势能 EP mgh
C B A
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.
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 .
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三.数据处理功与速度的关系 得到的数据应怎么处理?
思考二:①平衡摩擦力后打出点迹是怎样的？ 方法:判断运动 ②我们应该选取纸袋上的哪部分点计算小车获得的速度？
s 应该选后段点间距均匀的点 v v nT
思考三:若未平衡摩擦力,请定性画出所得纸带是怎样的？
A
B
C
D
E
F
G
做出W—v的图象,如果不是直线. 做出W—v2的图象,如果是一条直线 实验结论： W∝V2,即功与物体的速度的平方成正比.
C B B A
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①F合＝FT的条件？ 平衡摩擦 ③记录数据?W=Fl.
方案二: 1.橡皮筋做的功
问题:①橡皮筋做功是恒力做 功还是变力做功？ ②如何改变橡皮筋做的功？ ③要保证橡皮筋做功为整数倍需要选择什么样的橡皮
筋?才能减少误差? 橡皮筋的长度、粗细应相同 ④改变橡皮筋条数后为什么要把小车拉到相同的位置释放 ? 不这样会出现什么结果? 每条橡皮筋每次做功相等
1.通过实验探究力对物体做的功与物体速度 变化的关系 2.体会探究的过程和所用的方法
探究思路
1.测量对小车做的功W 2.测量小车获得的速度v 3.数据处理,寻找W与v的关系
实验器材:木板、小车、橡皮筋(若干）、砝码（应该使小 车的质量大些）打点计时器、电源、纸带、钉子
方案一:
②FT＝mg的条件?M车>>m物 v用计时器测
例2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 装置如图所示,实验主要过程如下:(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纸带,求出 小车的速度v1、v2、v3、……;(3)作出W-v草图;(4)分析W-v图象. 如果W-v2图象是一条直线 ,表明W∝v,如果不是直线,可考虑是否存 3 在W∝v 、W∝v 、W∝ v 等关系.以下关于该试验的说法中有一 D 项不正确,它是______________ . A.本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、…。所采用 的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长 度保持一致。当用1条橡皮筋进行实验时，橡皮筋对小车做的功为 W，用2条、3条、…橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、…实验时， 橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W、…。B.小车运动中会受到阻 力，补偿的方法，可以使木板适当倾斜。C.某同学在一次实验中， 得到一条记录纸带。纸带上打出的点，两端密、中间疏。出现这 种情况的原因， 可能是没有使木板倾斜或倾角太小。D.根 据记录纸带上打出的点，求小车获得的速 度的方法，是以纸带上第一点到最后一点 的距离来进行计算的。
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思考一: 1.还有其他力对小车做功吗?为了使橡皮筋对小车
做的功即为合力功,怎么办?
FN
平衡摩擦
轻推小车小车 能匀速运动
F阻
mgsinθ＝μmgcosθ. tanθ＝μ
F1 F
F2 G 2探究过程中,我们是否需要测出橡皮筋做功的具体数值? 橡皮筋弹力做功不容易计算,然而改用橡皮筋的条数,保 持小车相同的运动距离,则弹力的功与橡皮筋条数成正 比.即橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W…… 利用倍数关系巧妙测变力做的功是本实验的精妙之处 小车运动情况: 3.应该采用那些点距来计算小车的速度？ 变加速直线运动(a越来越小的加速运动) 应求小车匀速阶 匀速运动 减速运动 段的速度.即:弹 .. . . . . . . . . 如图: 力做功刚完毕时
实验目标 ： 探究功与速度变化的关系． 实验器材 ： 长木板、橡皮筋(若干)、小车、打点计时器、 橡皮筋、电源、导线、刻度尺、木板、砝码（应 该使小车的质量大些） ． 注意事项： 1．橡皮筋的选择． 3．误差分析． 5．实验装置的选取． 2．平衡摩擦力． 4．橡皮筋的条数．
【例1】在用如图所示装置做“探究功与速度变化的关系” 的实验时,下列说法正确的是( A C ) A.通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值 B.通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值 C.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得 的最大速度 D.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得 的平均速度
在探究功与物体速度变化关系时得到w-v的一组数据如下: w 0 1W 2W 3W 4W 5W 6W 请同学们 帮该同学 v 0 0.8 1.1 1.28 1.53 1.76 1.89 分析W与 v2 0 0.64 1.21 1.64 2.34 3.1 3.57 V间关系
结论:过原点的直线 图7—6—3 ,说明
wv
2
1.小车在木板上运动时会受到阻力, 怎么补偿? 2.测量橡皮筋拉力做功时利用倍数关系巧妙地避开直接测 量变力做功的问题(但必须注意实验时,每次拉长橡皮筋的 长度应该相等). 3.纸带上的点距并不都是均匀的,应该采用那些点距来计算 小车的速度?为什么? 1. 打出纸带点数不能过少,否则找不出小车 不受弹力匀速时打出的点,描绘曲线要容易判断曲线性质 2.在长木板上,小车、铁钉、打点计时器的位置应调整适当, 以保证打在纸带上的点便于处理,求出小车运动的速度. 3.平衡摩擦力时,可使木板略微倾斜,作为补偿. 4.小车的质量较小,当用多条橡皮筋时,打出的点过少,应改 用质量稍大的小车(或可加砝码),以保证打出的点便于处理. 5. 点并不是均匀的,应选用均匀的部分来确定小车的速度.
二 . 实 验 过 程
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.
WG = mg(h1-h2)=Ep1 - Ep2 = -ΔEp 弹力做功WF
弹性势能 E p
1 1 2 2 W E ＝ kl1 kl2 P 2 弹 2
外力做功W 动能 速度
1 2 kl 2
一.探究功与物体速度变化的关系 定性:在物体质量一定的前提下:
对物体做的功越多,物体的速度变化就越大.