(共16张PPT)
探究功与物体速度变化的关系(一)
轿 车
摩托车
滑 梯
我们已经成功地探究了弹力做功与弹性势能的关系,确立了弹性势能的表达式。那么,力对物体做功与物体的动能间又有什么关系呢?
(1)物体的动能与哪些因素有关?
(2)如何进行研究?
猜测物体的动能可能与其质量和速度有关。
用控制变量法,先控制质量不变,用实验研究物体的动能与速度的关系。
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、木板、打点计时器、铁钉等
橡皮筋
小车
打点计时器
纸带
木板
铁钉
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?
橡皮筋被拉伸直到恢复原长的过程中
C B A
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。
怎样设计实验才能解决这一问题
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。利用打点计时器,用橡皮筋恢复原长时的一段位移与所用时间的比值近似计算该点的瞬时速度。
思考
橡皮筋对小车做的功是合力做的功吗?
如何使拉力做的功等于合力做的功?即如何抵消摩擦力。
把木板的一端垫高,使重力沿斜面向下的力与摩擦力平衡
F阻
F
还有摩擦力做功
G
F阻
FN
F
F2
F1
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。
C B A
实验过程
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. 在探究功与物体速度变化关系的实验中, 下列
叙述正确的是 ( )
A.每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值
B.实验中,橡皮筋第二次的伸长长度是第一次伸长长度的二倍
C.实验中长木板表面应该尽量光滑且水平放置
D.每次实验都必须先接通电源,再让小车在橡皮筋的作用下弹出
D
2. 原来静止在水平地面上的质量为3kg的物体,在一个
竖直向上的恒力作用下从静止开始向上运动,一段
时间后,撤去恒力,又经过同样长的时间,物体落
回地面,此时它的速度大小10m/s.取g=10m/s2,不
计空气阻力,则该恒力的大小为________N,该力做
的功为_________J.
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你知道动能是怎么计算的吗?
http://id./~zona/mstm/physics/mechanics/energy/kineticEnergy/kineticEnergy.html