高一物理人教版必修2课件：7.6 实验：探究功与速度变化的关系课件（共18张PPT）
文档属性
| 名称 | 高一物理人教版必修2课件：7.6 实验：探究功与速度变化的关系课件（共18张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 1.3MB | ||
| 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 | 2020-08-27 07:42:03 | ||
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文档简介
第七章 机械能守恒定律
第六节 实验：探究功与速度变化的关系
人教版必修2
重力势能
弹性势能
重 力 做 功
弹簧弹力做功
动 能
合外力对物体做功
物体的动能与它的速度是密切相关
速度的变化又与它的受力有关
所以，我们首先来探究：
力对物体做功与物体速度变化的关系
木板、小车、橡皮筋(若干）、打点
计时器、电源、纸带、钉子2枚
探究的器材
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
探究的技巧
1、测量橡皮筋对小车做的功W
问题a：橡皮筋对小车做的功如何测量？
F为变力，做的功很难测量。
问题b：探究过程中，我们是否需要测出橡皮筋
做功的具体数值？
措施： 设法让橡皮筋每次对小车做的功分别为
W、2W、3W……
问题c：每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要
求？
不需要
相同
探究的技巧
小车在木板上运动时会受到阻力，可以采用什么方法进行补偿？
使木板稍微倾斜，用重力的分力（下滑力）来平衡小车运动过程中受到的阻力。
2、测量由于橡皮筋做功而使小车获得的速度v
问题：如何测量小车的速度？
利用打点计时器打出的纸带
问题：纸带上打出的点并不都是均匀的，
应该采用那些点来计算小车的速度？
为什么？
取点迹清晰且间距均匀的部分
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DE段
（2）V=LDE / tDE
3、数据处理，寻找W与v的关系
问题：如何找到功与速度的关系？
方法一：计算法
方法二：图像法
比较麻烦
简便直观，可以减少偶然误差
画W－v图像
画W－v2图像
结 论
弹簧弹力对小车做的功与速度的平方成正比
注：这里的弹力就是物体受到的合外力
因为小车从静止开始运动，初速度为零，末速度就是小车速度的变化。
拓展：如果小车的初速度不为零，功与速度之
间应该有什么样的关系？
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
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 ……
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。
课堂练习
1、本节是一个探究性实验，探究的目的是
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
D
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 ( )
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 ……
C
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 ( )
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
使物体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
BC
4、 有一只小老鼠离开洞穴沿直线前进，它的速度与到洞穴的距离成反比，当它行进到离洞穴距离为d1的甲处时速度为v1，试求：
（1）老鼠行进到离洞穴距离为d2的乙处时速度v2多大？
（2）从甲处到乙处要用去多少时间？
体会图象法在物理解题中的应用
解析：（1）由老鼠的速度与到洞穴的距离成反比，得v2 d2 = v1d1
所以老鼠行进到离洞穴距离为d2的乙处时速度v2 = d1v1/d2
（2）由老鼠的速度与到洞穴的距离成反比，作出图象，如图所示
由图线下方的面积代表的物理意义可知，从d1到d2的“梯形面积”就等于从甲处到乙处所用的时间，易得
第六节 实验：探究功与速度变化的关系
人教版必修2
重力势能
弹性势能
重 力 做 功
弹簧弹力做功
动 能
合外力对物体做功
物体的动能与它的速度是密切相关
速度的变化又与它的受力有关
所以，我们首先来探究：
力对物体做功与物体速度变化的关系
木板、小车、橡皮筋(若干）、打点
计时器、电源、纸带、钉子2枚
探究的器材
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
探究的技巧
1、测量橡皮筋对小车做的功W
问题a：橡皮筋对小车做的功如何测量？
F为变力，做的功很难测量。
问题b：探究过程中，我们是否需要测出橡皮筋
做功的具体数值？
措施： 设法让橡皮筋每次对小车做的功分别为
W、2W、3W……
问题c：每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要
求？
不需要
相同
探究的技巧
小车在木板上运动时会受到阻力，可以采用什么方法进行补偿？
使木板稍微倾斜，用重力的分力（下滑力）来平衡小车运动过程中受到的阻力。
2、测量由于橡皮筋做功而使小车获得的速度v
问题：如何测量小车的速度？
利用打点计时器打出的纸带
问题：纸带上打出的点并不都是均匀的，
应该采用那些点来计算小车的速度？
为什么？
取点迹清晰且间距均匀的部分
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DE段
（2）V=LDE / tDE
3、数据处理，寻找W与v的关系
问题：如何找到功与速度的关系？
方法一：计算法
方法二：图像法
比较麻烦
简便直观，可以减少偶然误差
画W－v图像
画W－v2图像
结 论
弹簧弹力对小车做的功与速度的平方成正比
注：这里的弹力就是物体受到的合外力
因为小车从静止开始运动，初速度为零，末速度就是小车速度的变化。
拓展：如果小车的初速度不为零，功与速度之
间应该有什么样的关系？
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
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 ……
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。
课堂练习
1、本节是一个探究性实验，探究的目的是
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
D
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 ( )
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 ……
C
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 ( )
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
使物体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
BC
4、 有一只小老鼠离开洞穴沿直线前进，它的速度与到洞穴的距离成反比，当它行进到离洞穴距离为d1的甲处时速度为v1，试求：
（1）老鼠行进到离洞穴距离为d2的乙处时速度v2多大？
（2）从甲处到乙处要用去多少时间？
体会图象法在物理解题中的应用
解析：（1）由老鼠的速度与到洞穴的距离成反比，得v2 d2 = v1d1
所以老鼠行进到离洞穴距离为d2的乙处时速度v2 = d1v1/d2
（2）由老鼠的速度与到洞穴的距离成反比，作出图象，如图所示
由图线下方的面积代表的物理意义可知，从d1到d2的“梯形面积”就等于从甲处到乙处所用的时间，易得