7.6探究功与物体速度变化的关系
文档属性
| 名称 | 7.6探究功与物体速度变化的关系 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 279.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2013-11-06 08:44:59 | ||
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文档简介
课件22张PPT。知识回顾我们已经通过研究做功知道了：重力做功WG得出重力势能EP=弹力做功WF外力做功W得出弹性势能
EP弹=动能速度？mgh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：橡皮筋小车打点计时器纸带木板铁钉 思考：小组讨论，你大概会设计一个怎样的实验，来探究速度变化和做功之间的关系？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?探究思路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……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。利用纸带和打点计时器计算该点的瞬时速度。进行若干次测量，就得到若干组功W和速度V的数据。
探究思路思考探究思路 实验完毕后，我们用什么方法分析橡皮筋对小车做的功和小车速度的关系？图象法 如果作出的功-速度即W-v曲线是一条直线，表明橡皮筋做的功与小车获得的速度的关系是正比例关系，即W∝v；如果不是直线，就可能是W ∝ v2、 W ∝ v3，甚至W ∝ ……，到底是哪一种关系？根据测得的速度分别按W ∝ v2、 W ∝ v3，甚至W ∝ ……算出相应的功的值，实际测得的速度与哪一种最接近，它们之间就具有哪一种关系。如何使拉力做的功等于合力做的功？即如何抵消摩擦力。
思考橡皮筋对小车做的功是合力做的功吗？
把木板的一端垫高，使重力沿斜面向下的力与摩擦力平衡。轻推一下小车，小车做匀速直线运动，说明 合适了。还有摩擦力做功操作技巧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数据处理W∝v2 ，即功与物体的速度的平方成正比。做出W—v 的图象，如果不是直线。做出W—v2 的图象，如果是一条直线则实验结论是：实验实例（电火花计时器）实验数据W—v图象实验实例实验数据W—v2图象实验回顾1、长木板，两侧适当的对称位置钉两个铁钉
2、小车（前面带小钩）
3、砝码（应该使小车的质量大些）
4、5～6条等长的橡皮筋
5、打点计时器及纸带、复写纸
6、学生电源及导线
7、刻度尺本节实验需要的器材有：误差分析误差是不可避免的，但我们可以尽量减少它。我们需要注意： 1、准备橡皮筋 市售的橡皮筋规格不满足实验要求，而且用至少4根以上时弹力过大，使打出的纸带点数过少，以致找不出小车在不受弹力做匀速时所打出的点。可以选择服装中使用的多股橡皮筋的松紧带，外形有带状和圆柱状。 2、实验时可用6根橡皮筋，打出6条纸带，连同O点可以有7个点，在描绘曲线时比较容易判断曲线的性质。误差分析续误差是不可避免的，但我们可以尽量减少它。我们需要注意：3、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。4、平衡摩擦力时，可使木板略微倾斜，作为补偿。误差分析续误差是不可避免的，但我们可以尽量减少它。我们需要注意：5、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。6、纸带上的点并不是均匀的，应该选用点迹均匀的部分来确定小车的速度。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．
注意事项：
1．橡皮筋的选择．
2．平衡摩擦力．
3．误差分析．
4．橡皮筋的条数．
5．实验装置的选取． 实验小结13.(10分)如图所示，是某研究性学习小组做探究“橡皮筋做的功和物体速度变化的关系”的实验，图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形，这时，橡皮筋对小车做的功记为W. 当我们用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放. 小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打的纸带测出.（5）从理论上讲，橡皮筋做的功Wn和物体速度vn变化的关系应是Wn∝ . 请你运用数据表中测定的数据在下图所示的坐标系中作出相应的图象验证理论的正确性；（1）除了图中的已给出的实验器材外，还需要的器材有 ；
（2）实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动，应采取的措施是 ；
（3）每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的 部分进行测量；物理量数据次数
（4）下面是本实验的数据记录表，请将第2次、第3次……实验中橡皮筋做的功填写在对应的位置；补充物理作业（2题） 1、质量m =3 kg的物体，在水平力F =6Ｎ的作用下，在光滑水平面上从静止开始运动，运动时间t=3s，求：
（1）力F在t=3s内对物体所做的功。
（2）力F在t=3s内对物体所做功的平均功率。
（3）在3s末力F对物体做功的瞬时功率
2、起重机以5m/s2的加速度将质量为1t的物体匀减速地沿竖直方向提升高度10m，则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少？物体克服重力做功为多少？物体的重力势能变化了多少？1、（1）54 J （2）18 W （3）36 W
2、 5×104J
WG=－1×105J
克服 重力做功1×105J
重力势能增加1×105J参考答案:
EP弹=动能速度？mgh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：橡皮筋小车打点计时器纸带木板铁钉 思考：小组讨论，你大概会设计一个怎样的实验，来探究速度变化和做功之间的关系？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?探究思路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……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。利用纸带和打点计时器计算该点的瞬时速度。进行若干次测量，就得到若干组功W和速度V的数据。
探究思路思考探究思路 实验完毕后，我们用什么方法分析橡皮筋对小车做的功和小车速度的关系？图象法 如果作出的功-速度即W-v曲线是一条直线，表明橡皮筋做的功与小车获得的速度的关系是正比例关系，即W∝v；如果不是直线，就可能是W ∝ v2、 W ∝ v3，甚至W ∝ ……，到底是哪一种关系？根据测得的速度分别按W ∝ v2、 W ∝ v3，甚至W ∝ ……算出相应的功的值，实际测得的速度与哪一种最接近，它们之间就具有哪一种关系。如何使拉力做的功等于合力做的功？即如何抵消摩擦力。
思考橡皮筋对小车做的功是合力做的功吗？
把木板的一端垫高，使重力沿斜面向下的力与摩擦力平衡。轻推一下小车，小车做匀速直线运动，说明 合适了。还有摩擦力做功操作技巧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数据处理W∝v2 ，即功与物体的速度的平方成正比。做出W—v 的图象，如果不是直线。做出W—v2 的图象，如果是一条直线则实验结论是：实验实例（电火花计时器）实验数据W—v图象实验实例实验数据W—v2图象实验回顾1、长木板，两侧适当的对称位置钉两个铁钉
2、小车（前面带小钩）
3、砝码（应该使小车的质量大些）
4、5～6条等长的橡皮筋
5、打点计时器及纸带、复写纸
6、学生电源及导线
7、刻度尺本节实验需要的器材有：误差分析误差是不可避免的，但我们可以尽量减少它。我们需要注意： 1、准备橡皮筋 市售的橡皮筋规格不满足实验要求，而且用至少4根以上时弹力过大，使打出的纸带点数过少，以致找不出小车在不受弹力做匀速时所打出的点。可以选择服装中使用的多股橡皮筋的松紧带，外形有带状和圆柱状。 2、实验时可用6根橡皮筋，打出6条纸带，连同O点可以有7个点，在描绘曲线时比较容易判断曲线的性质。误差分析续误差是不可避免的，但我们可以尽量减少它。我们需要注意：3、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。4、平衡摩擦力时，可使木板略微倾斜，作为补偿。误差分析续误差是不可避免的，但我们可以尽量减少它。我们需要注意：5、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。6、纸带上的点并不是均匀的，应该选用点迹均匀的部分来确定小车的速度。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．
注意事项：
1．橡皮筋的选择．
2．平衡摩擦力．
3．误差分析．
4．橡皮筋的条数．
5．实验装置的选取． 实验小结13.(10分)如图所示，是某研究性学习小组做探究“橡皮筋做的功和物体速度变化的关系”的实验，图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形，这时，橡皮筋对小车做的功记为W. 当我们用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放. 小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打的纸带测出.（5）从理论上讲，橡皮筋做的功Wn和物体速度vn变化的关系应是Wn∝ . 请你运用数据表中测定的数据在下图所示的坐标系中作出相应的图象验证理论的正确性；（1）除了图中的已给出的实验器材外，还需要的器材有 ；
（2）实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动，应采取的措施是 ；
（3）每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的 部分进行测量；物理量数据次数
（4）下面是本实验的数据记录表，请将第2次、第3次……实验中橡皮筋做的功填写在对应的位置；补充物理作业（2题） 1、质量m =3 kg的物体，在水平力F =6Ｎ的作用下，在光滑水平面上从静止开始运动，运动时间t=3s，求：
（1）力F在t=3s内对物体所做的功。
（2）力F在t=3s内对物体所做功的平均功率。
（3）在3s末力F对物体做功的瞬时功率
2、起重机以5m/s2的加速度将质量为1t的物体匀减速地沿竖直方向提升高度10m，则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少？物体克服重力做功为多少？物体的重力势能变化了多少？1、（1）54 J （2）18 W （3）36 W
2、 5×104J
WG=－1×105J
克服 重力做功1×105J
重力势能增加1×105J参考答案: