搜索
第六节：实验：探究功与速度变化的关系重力做功重力势能弹力做功WF外力做功W弹性势能速度WG=mg(h1-h2)=Ep1-Ep2=-ΔEp一、实验目的：探究力对物体做的功与速度变化的关系二、探究的思路：1.思考：（1）研究对象是什么？怎样测量速度？（2）建立什么坐标系？探究哪两个量的关系？（3）实验前需要调节什么？怎么调节？以木板上的小车为研究对象。测量其速度时要用到打点计时器或光电门等。以牵引力对小车做的功W为纵坐标，小车获得的速度v为横坐标，作出W-v图像，分析图像就能了解两者的定量关系实验前需要平衡摩擦力。F阻FGF阻FNFF2F1平衡摩擦力把木板的一端垫高，使重力沿斜面向下的分力与摩擦力平衡F阻FGF阻FNFF2F1平衡摩擦力把木板的一端垫高，使重力沿斜面向下的分力与摩擦力平衡钩码小车细绳纸带打点计时器一端附有定滑轮的长木板2.探究方案方案一：方案一的原理：（1）本方案是怎样提供拉力的？研究对象是小车，由钩码提供拉力。（2）怎样计算功和速度？用刻度尺测量纸带得出运动距离l,读出钩码的重力G，则有W=Gl，速度可由纸带上的点计算出。（3）如何得到多组数据？改变拉力或改变距离可得到不同的多组数据。橡皮筋小车打点计时器纸带木板铁钉方案二：4.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.二.实验过程??CBA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？橡皮筋对小车的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。???CBA橡皮筋被拉伸直到恢复原长的过程中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（平衡摩擦力后）？我们要取的速度是哪个阶段的速度？这个速度该如何测量？橡皮筋恢复原长时小车匀速运动的速度。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加速度减小的加速运动，匀速直线运动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……3.应该采用那些点距来计算小车的速度？小车运动情况:变加速直线运动(a越来越小的加速运动)匀速运动应求小车匀速阶段的速度.即:弹力做功刚完毕时利用倍数关系巧妙测变力做的功是本实验的精妙之处应该选后段点间距均匀的点思考二:①平衡摩擦力后打出点迹是怎样的？②我们应该选取纸袋上的哪部分点计算小车获得的速度？方法:判断运动w01W2W3W4W5W6Wv00.81.11.281.531.761.89v200.641.211.642.343.13.57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:请同学们帮该同学分析W与V间关系三.数据处理功与速度的关系得到的数据应怎么处理?图7—6—3结论:过原点的直线,说明