探究功与物体速度变化的关系.doc

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1、第六节探究功与物体速度变化的关系【知能准备】1．本实验的目的：探究________和_____________________的关系。本实验总是让小车从静止开始，使测定两个速度的的问题转化为_______________的问题，有利于操作和数据处理发现规律。b5E2RGbCAP2．实验中测速度一般用___________来计时，还常用___________。3．如果以功W为纵坐标，以v为横坐标，则图象为_______线。【同步导学】1.探究思路本实验是按着如下的思路进行的：<1）改变功的大小用1条、2条、3条……同样的橡皮筋将小车拉到同一位置释放，橡皮筋拉力对小车所做的功依次为W、2W、3

2、W……p1EanqFDPw<2）确定速度的大小小车获得的速度v可以由纸带和打点计时器测出，也可以用其他方法测出。<3）寻找功与速度变化的关系以橡皮筋拉力所做的功W为纵坐标，小车获得的速度v为横坐标，作出W—v曲线<即功—速度曲线）。分析这条曲线，得出橡皮筋拉力对小车所做的功与小车获得的速度的定量关系。例1本实验的探究思路有何巧妙之处？解答实验中用橡皮筋的弹力拉动小车做功使小车获得动能，探究橡皮筋做的功与小车速度变化的关系。橡皮筋的弹力是变力，所做的功是变力功，没有现成的公式可以计算功的大小。即使知道弹力功的公式也不能用它进行计算，因为橡皮筋的劲度系数也是变化的。然而，改变橡皮筋的条数，保持

3、小车相同的运动距离，则弹力功的大小与橡皮筋的条数成正比。也就是说，在相同的位移情况下，用一条橡皮筋做的功为W，用两条同样的橡皮筋做的功就是2W，用同样的三条橡皮筋做的功就是3W……实验方法巧妙地避开了功的计算，直接确定了橡皮筋拉力对小车所做功的倍数关系。DXDiTa9E3d2.注意事项 (1>平衡摩擦力为了排除摩擦力的干扰，实验中可将木板放有打点计时器的一端垫高，让小车重力沿斜面方向的分力来平衡摩擦力。具体方法是：将木板放有打点计时器的一端垫高，脱开钩在小车上的橡皮筋，在小车尾部固定一纸带，轻推小车使小车沿木板向下运动。如果纸带上打出的点距是均匀的，说明纸带的运动是匀速的，小车重力沿斜面方

4、向的分力就刚好平衡了小车所受的摩擦力。RTCrpUDGiT(2)如何选择纸带上的点确定速度？4/4由于实验器材和每次操作过程的分散性，尤其是橡皮筋不可能做到各条之间的长度、粗细完全一致，使得每次改变橡皮筋的条数后，纸带上反映小车匀速运动阶段的点数和这些点的位置，不一定都在事先的设定点<即用1根橡皮筋拉小车时，与橡皮筋刚好处于自由长度相对应的纸带上打下的点）之后，而可能在设定点的前后。这是因为小车在几条橡皮筋拉动下运动至设定点时，各条橡皮筋可能在设定点的前、后对小车不产生拉力，从而使纸带上打出的点出现上述情况。因此，需要对纸带上的点进行分析，方法是比较设定点左右及设定点之后的若干个相邻两点间

5、的距离是否基本相同，选择相邻距离基本相同的若干个点作为小车匀速运动阶段的点，用这些点计算小车的速度。5PCzVD7HxA例2为了计算由于橡皮筋做功而使小车获得的速度，在某次实验中某同学得到了如图6-6-1所示的一条纸带，在A、B、C、D中应该选用哪个点的速度才符合要求？jLBHrnAILgABCD6-6-1解答实验中所要求测量的速度应该是橡皮筋作用完毕以后小车的速度，也就是小车所获得的最大速度，由图5-6-1中可以看出，A、B两点橡皮条还没有作用完毕，而D点橡皮条作用完毕后已经过了一段时间，所以最理想的点应该是C点的速度。xHAQX74J0X3．用图象处理实验数据根据实验测得的数据，分别作

6、出W—v曲线、W—1/v曲线、W—v2曲线、W—1/v2曲线、W—v3曲线……。如果哪一种图象更接近于过原点的倾斜直线，功与速度之间可能就是那一种正比关系。LDAYtRyKfE例3 如果实验得到的各点在W—v坐标系中大致呈现线性分布，那是什么原因？如何处理？解答由最后的探究结果可知，W∝v2，故W—v曲线应是抛物线。实验得到的各点在W—v坐标系中大致呈现线性分布，说明这些点取在了速度较大的区域，因为该抛物线在速度较大的部分其形状趋近于直线。小车质量小<如空车）而橡皮筋拉力较大时，小车的速度就比较大，加之实验次数少，所取的点数也少，使W、v各对应点近似成线性分布。可以从两方面解决：实验时在小

7、车中加砝码，增大小车总质量，使小车速度不致过快；画图时加大纵坐标的单位长度，从原点开始描绘图线也可以避免画成直线。Zzz6ZB2Ltk例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：dvzfvkwMI1<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？解答：<1）由老鼠的速度与到洞穴的距离成反比，得v2d2=v1d