高考物理总复习 第18讲 实验:探究功与速度变化的关系能力提升学案 新人教版必修2.doc

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1、第18讲实验:探究功与速度变化的关系考点1实验设计的思想方法本实验的核心思想仍是控制变量法,保持小车质量不变,探究外力做的功与小车速度变化的关系.探究思路:(1)在如图l9—1所示的装置中,释放小车,拉伸的橡皮筋对小车做功,使小车获得速度。第一次实验设橡皮筋对小车所做的功为W.后面的实验中都保持橡皮筋的拉伸长度与第一次一致,橡皮筋的条数分别为原来的2倍、3倍、…,橡皮筋对小车所做的功分别为2W、3W、…(2)由纸带和打点计时器分别测出小车获得的速度vl、v2、v3、…(3)以橡皮筋对小车做的功为纵坐标(以第一次实验时的

2、功W为单位),小车获得的速度为横坐标,作出W一v曲线。(4)如果W—v曲线是一条直线,表明;如果不是直线,可着手考虑是否存在下列关系:、、、…【考题l】为了让功成倍地增加,你应该怎样做?你测出功是多少了吗?【解析】选用相同的橡皮筋,使其伸长量相同,使橡皮筋条数成倍地增加,这样就会使功成倍地增加,而不必要测出功的多少。采用倍增的方法,既便于测量,又简化了计算。【变式1】课本中利用不同数目的橡皮筋拉动小车做功,对此,你有何认识?考点2实验过程与注意事项实验前务必平衡摩擦力,每次改变橡皮筋数目后,必须从第一次实验的位置开始释

3、放小车。实验前的仪器准备(1)准备橡皮筋市售的橡皮筋规格不能满足实验要求,而且用至4根以上时弹力过大,使打出的纸带点数过少,以免找不出小车不受力匀速运动时所打出的点。可以选择服装中使用的多股橡皮筋的松紧带,外形有带状和圆柱状。(2)在长木板上,小车、铁钉、打点计时器的位置应调整适当,以保证打出的纸带上的点便于处理,求出小车运动的速度。(3)若小车的质量较小,当用多条橡皮筋时,小车运动速度过大,可能使打出的纸带上的点数少,难以选到合适的点计算小车的速度,此时可在小车上加lO0g~200g砝码。(4)实验时可以用6根橡皮筋

4、,打出6条纸带,连同0点可以有7个点,在描绘曲线时比较容易判断曲线的性质。(5)平衡摩擦力时,可使木板略微倾斜,作为补偿。(6)纸带上的点并不都是均匀的,应该选用点迹均匀的部分来确定小车的速度,才是小车的最大速度。(7)本实验无需求出功的具体数值;实验中物体的初速度须为零。探究过程:(1)按图所示安装调试好实验器材,并将木板上固定打点计时器的一头稍微垫高,使小车能做匀速运动(以纸带上的点迹均匀为准);(2)先用一条橡皮筋做实验,用打点计时器打出的纸带测出小车的最大速度vl,设此时橡皮筋对小车做功为Wl,将数据记入表格,

5、用标尺记录小车的初始位置;(3)改用2条橡皮筋再做上述实验,小车要从第一次实验的位置开始运动,保证橡皮筋的拉开长度与第一次相同。记录橡皮筋所做的功W2和小车获得的最大速度v2;(4)改用3条、4条、…重复上述实验,用同样的方法记录所做的功W3、W4、…和速度v3、v4、…;(5)分析数据,看看W与v是什么样的关系,从而作出判断。【考题2】关于探究功与速度变化的关系实验,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.每次实验中,橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致C.放小车的长木板应该尽量使其水

6、平D.先接通电源,再让小车在橡皮筋的作用下弹出【解析】本实验没有必要测出橡皮筋做的功到底是多少,只要测出以后各次实验时橡皮筋做的功是第一次实验时的多少倍就已经足够了,A错;每次实验橡皮筋拉伸的长度必须保持一致,只有这样才能保证各次实验时,橡皮筋做的功是第一次实验时的整数倍,B错;小车运动中会受到阻力,只有使木板倾斜到一定程度,用以平衡摩擦力,才能减小误差,C错;实验时,应该先接通电源,让打点计时器开始工作,然后再让小车在橡皮筋的作用下弹出。D正确。【答案】D【变式2—1】在探究力对物体做的功与物体速度的关系的实验中,有

7、关小车质量的选择下列说法正确的是().A.小车质量应该尽量小一些B.小车质量应该大一些C.与小车质量无关D.以上说法都不对【变式2—2】小车运动中会受到阻力,可以使木板略微倾斜,作为补偿,木板府该倾斜到什么程度?考点3利用纸带求速度纸带上的点并不都是均匀的,应该选用点迹均匀的部分来确定小车的速度,因为点迹均匀的部分说明小车做的是匀速运动。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

8、点(即用l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的距离是否基本相同

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