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《《实验探究功与物体速度变化的关系》教学课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、实验:探究功与速度变化的关系【实验目的】1.通过实验探究力对物体做功与物体速度变化的关系。2.经历探究过程,体会科学方法。【实验原理】1.功的确定:让橡皮筋拉动小车做功使小车的速度增加,使拉小车的橡皮筋的条数由1条变为2条、3条…则橡皮筋对小车做的功为W、2W、3W…2.速度的计算:通过对打点计时器所打纸带的测量计算出每次橡皮筋做功结束时小车的速度。3.分析每次橡皮筋做的功与物体速度的关系,即可总结出功与速度变化的关系。【实验器材】木板、橡皮筋(若干)、小车、电火花打点计时器(或电磁打点计时器、复写纸、学生电源)、交流电源、
2、纸带、刻度尺等【实验过程】一、实验步骤1.按如图所示安装好实验仪器。2.平衡摩擦力:将安装有打点计时器的长木板的一端垫起,纸带穿过打点计时器,不挂橡皮筋,接通电源,轻推小车,直至打点计时器在纸带上打出间隔均匀的点。3.第一次先用一条橡皮筋做实验,用打点计时器和纸带记录小车的运动情况。4.换用2条、3条、4条…同样的橡皮筋做实验,并使橡皮筋拉伸的长度都和第一次相同,用打点计时器和纸带记录小车的运动情况。二、数据处理1.速度数值的获得:实验获得的是如图所示的纸带,为探究橡皮筋弹力做功与小车速度的关系,需要测量的是弹力做功结束时小
3、车的速度,即小车做匀速运动的速度。所以,应该在纸带上测量的物理量是图中间隔均匀的点A1、A3间的距离x,小车此时速度的表达式为v=,其中T是打点计时器的打点周期。2.计算小车做的功分别为W、2W、3W…时对应的v、v2、v3、…的数值,填入表格。WvnW2W3W4W5Wvv2v33.逐一与W的一组数值对照,判断W与v、v2、v3、…的可能关系或尝试着分别画出W与v、W与v2、W与v3、W与间关系的图像,找出哪一组的图像是直线,从而确定功与速度的正确关系。【误差分析】1.误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一,使橡皮筋拉力做的
4、功与橡皮筋的条数不成正比。2.误差的另一主要来源是摩擦力平衡得不合适。3.利用纸带确定物体的速度时,点间距测量不准也会带来误差。4.作图描点不准带来误差。【注意事项】1.平衡摩擦力的方法:将木板一端垫高,轻推小车让其拖动纸带运动,根据打点计时器打在纸带上的点迹是否均匀来判断是否平衡好了摩擦力。2.测小车速度时,纸带上的点迹应选均匀部分的,也就是选小车做匀速运动状态的。3.每次释放小车时,都要确保让它从同一位置由静止开始运动。4.所选橡皮筋的规格应一样,力对小车做的功以一条橡皮筋做的功为单位即可,不必计算出具体数值。类型1实验
5、操作及注意事项【典题1】(2013·福建高考)在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中(装置如图甲):(1)下列说法哪一项是正确的()A.平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上B.为减小系统误差,应使钩码质量远大于小车质量C.实验时,应使小车靠近打点计时器由静止释放(2)图乙是实验中获得的一条纸带的一部分,选取O、A、B、C为计数点,已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,则打B点时小车的瞬时速度大小为m/s(保留三位有效数字)。【标准解答】平衡摩擦力的原理就是在没有拉力的情况下调整斜面倾角,使μ=tanθ,A错;为减小
6、系统误差应使钩码质量远小于小车质量,B错;实验时使小车靠近打点计时器能充分利用纸带,由静止释放则后面点测出的动能即等于该过程的动能变化量,便于利用实验数据进行探究。据vB==0.653m/s可得打B点时小车的瞬时速度。答案:(1)C(2)0.653类型2实验数据处理【典题2】(2013·驻马店高一检测)在做“探究功与物体速度变化的关系”的实验时,小车的质量为m,使用橡皮筋6根,每次增加一根,实验中W、v、v2的数据已填在下面表格中。Wv/(m·s-1)v2/(m2·s-2)00010.800.6421.101.2131.28
7、1.6441.532.3451.763.1061.893.57(1)试在图中作出相应关系图像。(2)从图像可以得出的实验结论是。【标准解答】(1)将表中的数据分别描在图甲、乙所示的两个坐标系中,然后在图甲中用平滑曲线连接,在图乙中用斜直线连接,并且使尽可能多的点分布在曲线上或对称分布在直线两侧,如图甲和乙所示。(2)从乙图看出W∝v2。答案:(1)见标准解答图(2)W∝v2
