《（浙江專用）2018-2019學(xué)年高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 6 實(shí)驗(yàn)：探究功與速度變化的關(guān)系課件 新人教版必修2.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（浙江專用）2018-2019學(xué)年高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 6 實(shí)驗(yàn)：探究功與速度變化的關(guān)系課件 新人教版必修2.ppt（41頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、6 實(shí)驗(yàn)：探究功與速度變化的關(guān)系,第七章 機(jī)械能守恒定律,內(nèi)容索引,,技能儲(chǔ)備 明確原理 提煉方法,題型演練 學(xué)以致用 實(shí)訓(xùn)演練,達(dá)標(biāo)檢測(cè) 檢測(cè)評(píng)價(jià) 達(dá)標(biāo)過(guò)關(guān),技能儲(chǔ)備,一、方案一 借助恒力做功探究功與速度變化的關(guān)系 1.原理 由鉤碼通過(guò)滑輪牽引小車，當(dāng)小車的質(zhì)量比鉤碼大得多時(shí)，可以把鉤碼所受的 當(dāng)作小車受到的牽引力.如圖1所示.,圖1,重力,改變鉤碼的 或者改變小車運(yùn)動(dòng)的 ，也就改變了牽引力做的功，從而探究牽引力做的功與小車獲得的速度間的關(guān)系.,質(zhì)量,距離,2.實(shí)驗(yàn)步驟 (1)按如圖1所示安裝好實(shí)驗(yàn)儀器. (2)平衡摩擦力：將安裝有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的 長(zhǎng)木板的一端墊高，讓紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)

2、 時(shí)器連在小車后端， (填“不掛”或“掛上”)鉤碼，接通電源，輕推小車，直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出 的點(diǎn)為止. (3)在小車中放入砝碼，把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在小車后端，用細(xì)線繞過(guò)滑輪連接小車和鉤碼.,圖1,不掛,間隔均勻,(4)將小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，先 ，再 ，小車運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，關(guān)閉打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源. (5)改變鉤碼的數(shù)量，更換紙帶重復(fù)(4)的操作.,接通電源,釋放小車,3.數(shù)據(jù)處理 (1)選取點(diǎn)跡清晰的紙帶，選紙帶上第一個(gè)點(diǎn)及距離第一個(gè)點(diǎn)較遠(yuǎn)的點(diǎn)，并依次標(biāo)上0、1、2、3…. (2)測(cè)出0到點(diǎn)1、點(diǎn)2、點(diǎn)3…的距離，即對(duì)應(yīng)的小車的位移x1、x2、x3…， 利

3、用公式vn＝__________求出點(diǎn)1、點(diǎn)2、點(diǎn)3…對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度v1、v2、v3…. (3)確定此紙帶所掛的鉤碼的重力G，利用Wn＝ ，分別求出小車的位移為x1、x2、x3…時(shí)牽引力所做的功W1、W2、W3…. (4)先對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行估算，或作W－v草圖，大致判斷兩個(gè)量可能的關(guān)系，如果認(rèn)為是W∝v2(或其他)，然后以W為縱坐標(biāo)，v2(或其他)為橫坐標(biāo)作圖，從而判定結(jié)論.,Gxn,4.注意事項(xiàng) (1)平衡摩擦力時(shí)，不掛鉤碼，輕推小車后，小車能拖著紙帶做勻速直線運(yùn)動(dòng). (2)為保證鉤碼的重力近似等于小車受到的牽引力，應(yīng)使鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量. (3)計(jì)算牽引力做功時(shí)，可以不必算出具體

4、數(shù)值，只用位移的數(shù)值與符號(hào)G的乘積表示即可.,二、方案二 借助橡皮筋做功探究功與速度變化的關(guān)系 1.原理 使小車在橡皮筋的作用下彈出，如圖2所示.,圖2,改變橡皮筋的條數(shù)(若有n條同一規(guī)格的橡皮筋)，橡皮筋對(duì)小車做的功分別是一條橡皮筋做功時(shí)的 ，測(cè)出小車被彈出后的速度，能夠找到橡皮筋對(duì)小車做的功與小車速度的關(guān)系.,n倍,2.實(shí)驗(yàn)步驟 (1)按如圖2所示安裝實(shí)驗(yàn)儀器. (2)平衡摩擦力. (3)第一次先用一條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，用打點(diǎn) 計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出小車獲得的速度v1，設(shè)此 時(shí)橡皮筋彈力對(duì)小車做的功為W，并將測(cè)得的數(shù)據(jù)記入表格. (4)換用2條、3條、4條……同樣的橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，并使橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度

5、都和第一次相同，測(cè)出v2、v3、v4…，橡皮筋對(duì)小車做功分別為2W、3W、4W…，將數(shù)據(jù)記入表格.,圖2,3.數(shù)據(jù)處理 (1)速度數(shù)值的獲得：實(shí)驗(yàn)獲得的是如圖3所示的紙帶，為探究橡皮筋彈力做功與小車速度變化的關(guān)系，需要測(cè)量的是彈力做功結(jié)束后小車的速度，即小車做 的速度.所以，應(yīng)該在紙帶上測(cè)量的物理量是圖中間隔均勻的點(diǎn)A1、A3間的距離x，小車此時(shí)速度的表達(dá)式為v＝ ，其中T是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期.,圖3,勻速運(yùn)動(dòng),(2)計(jì)算橡皮筋彈力對(duì)小車做的功分別為W、2W、3W…時(shí)對(duì)應(yīng)的v、v2、v3、 …的數(shù)值，填入表格.,(3)逐一與W的一組數(shù)值對(duì)照，判斷W與v、v2、v3、 …的可能關(guān)系或嘗試

6、著分別畫出W與v、W與v2、W與v3、W與 …間關(guān)系的圖象，找出哪一組的圖象是直線，從而確定功與速度的正確關(guān)系.,4.注意事項(xiàng) (1)實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇粗細(xì)、形狀、長(zhǎng)度、材料完全相同的橡皮筋. (2)每次實(shí)驗(yàn)時(shí)都讓小車從同一位置由靜止釋放，即保證每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度都保持一致. (3)實(shí)驗(yàn)中不必算出功的具體數(shù)值，只要測(cè)出以后各次實(shí)驗(yàn)時(shí)做的功是第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的多少倍即可. (4)平衡摩擦力時(shí)，不要拴橡皮筋，但應(yīng)連著紙帶且接通電源. (5)打出的紙帶上的點(diǎn)間距并不都是均勻的，應(yīng)選取點(diǎn)間距均勻部分來(lái)求小車的速度.,題型演練,,一、借助恒力做功探究功與速度變化的關(guān)系,例1 (2018浙江省高三“五校聯(lián)考”

7、第一次考試)如圖4所示，用質(zhì)量為m的重物通過(guò)滑輪牽引小車，使它在長(zhǎng)木板上運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況.利用該裝置可以完成“探究做功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn).,答案,圖4,(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源是________(填選項(xiàng)前的字母). A.直流電源 B.交流電源,√,答案,(2)實(shí)驗(yàn)中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正確操作方法是________(填選項(xiàng)前的字母). A.把長(zhǎng)木板右端墊高 B.改變小車的質(zhì)量 在不掛重物且________(填選項(xiàng)前的字母)的情況下，輕推一下小車，若小車拖著紙帶做勻速運(yùn)動(dòng)，表明已經(jīng)消除了摩擦力和其他阻力的影響. A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不打點(diǎn) B.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

8、打點(diǎn),√,√,答案,(3)接通電源，釋放小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，將打下的第一個(gè)點(diǎn)標(biāo)為O.在紙帶上依次取A、B、C…若干個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T.測(cè)得A、B、C…各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為x1、x2、x3…，如圖5所示.,圖5,實(shí)驗(yàn)中，重物質(zhì)量________小車質(zhì)量，可認(rèn)為小車所受的拉力大小為mg. A.遠(yuǎn)小于 B.遠(yuǎn)大于 C.等于,√,答案,(4)從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過(guò)程中，拉力對(duì)小車做的功W＝_____，打B點(diǎn)時(shí)小 車的速度v＝_____.,圖5,mgx2,,二、借助橡皮筋做功探究功與速度變化的關(guān)系,例2 某學(xué)習(xí)小組做“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖6所

9、示，圖中小車是在一條橡皮筋作用下彈出的，沿木板滑行，這時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功記為W.當(dāng)用2條、3條、……完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次、……實(shí)驗(yàn)時(shí)(每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度都保持一致)，每次實(shí)驗(yàn)中小車獲得的速度根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打在紙帶上的點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算.,圖6,(1)除了圖中已有的實(shí)驗(yàn)器材外，還需要導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)、刻度尺和______(填“交流”或“直流”)電源.,圖6,答案,解析,交流,解析 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交流電源.,(2)實(shí)驗(yàn)中，小車會(huì)受到摩擦阻力的作用，可以使木板適當(dāng)傾斜來(lái)平衡摩擦阻力，接通電源后，下面操作正確的是 A.放開(kāi)小車，能夠自由下滑即可 B.放開(kāi)小車，能夠勻速下滑即可

10、 C.放開(kāi)拖著紙帶的小車，能夠自由下滑即可 D.放開(kāi)拖著紙帶的小車，能夠勻速下滑即可,答案,解析,圖6,√,解析 平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器系在小車上，接通電源后，放開(kāi)拖著紙帶的小車，使小車能夠勻速下滑，故D正確.,(3)若木板水平放置，小車在兩條橡皮筋作用下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小車速度最大時(shí)，關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置，下列說(shuō)法正確的是 A.橡皮筋處于原長(zhǎng)狀態(tài) B.橡皮筋仍處于伸長(zhǎng)狀態(tài) C.小車在兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線處 D.小車已過(guò)兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線,答案,解析,圖6,√,解析 木板水平放置，未平衡摩擦力.放開(kāi)小車后，小車做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)橡皮筋的拉力大小等于摩擦力大小時(shí)，小車的速度最大，此時(shí)橡皮

11、筋仍處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，B正確.,答案,解析,(4)在操作正確的情況下，打在紙帶上的點(diǎn)并不都是均勻的，為了測(cè)量小車獲得的速度，應(yīng)選用圖7紙帶的______(填“A～G”或“G～J”)部分進(jìn)行測(cè)量.,圖7,G～J,解析 從紙帶上看，紙帶的G～J段打點(diǎn)比較均勻，所以應(yīng)選用紙帶的G～J段進(jìn)行測(cè)量.,例3 在做“探究功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，小車的質(zhì)量為m，使用橡皮筋6根，每次增加一根，實(shí)驗(yàn)中W、v、v2的數(shù)據(jù)已填在表格中.,答案,(1)試在圖8中作出相應(yīng)關(guān)系圖象.,解析,圖8,答案 見(jiàn)解析圖,解析 將表中的數(shù)據(jù)分別描在題圖甲、乙所示的兩個(gè)坐標(biāo)系中，然后在圖甲中用平滑曲線連接，在圖乙中用傾斜直線連接

12、，并且使盡可能多的點(diǎn)分布在曲線上或?qū)ΨQ分布在直線兩側(cè)，如圖甲和乙所示.,答案,(2)從圖象可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是_______.,解析,W∝v2,解析 從乙圖看出W∝v2.,達(dá)標(biāo)檢測(cè),1.(借助橡皮筋做功探究功與速度變化的關(guān)系)(2018新昌中學(xué)高三選考適應(yīng)性考試)小王同學(xué)做“探究合力做功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖9所示，小車在橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行.先平衡摩擦力，用1條橡皮筋對(duì)小車做的功記為W，當(dāng)用2條、3條…實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度都保持一致.實(shí)驗(yàn)中小車獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測(cè)出.,1,2,圖9,(1)在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備過(guò)程， 小王整理了一些實(shí)驗(yàn)器材如圖10所示，

13、還缺少的器材是(3個(gè))_______________________________；,答案,,圖10,6 V以下交流電源、刻度尺、導(dǎo)線,1,2,(2)用一條紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)有圖11中的兩種穿法，感到有點(diǎn)猶豫.你認(rèn)為_(kāi)__(選填“A”或“B”)的穿法更合理；,答案,,圖11,B,1,2,(3)該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，①應(yīng)平衡摩擦力；②應(yīng)選長(zhǎng)短、粗細(xì)一樣的橡皮筋若干；③每次實(shí)驗(yàn)都讓小車從同一位置由靜止釋放.以上操作對(duì)“實(shí)驗(yàn)中每條橡皮筋做相同的功”這一要求有幫助的是______(填序號(hào)).,答案,,②③,1,2,(1)實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下： ①在小車中放入砝碼，把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在小

14、車后端，用細(xì)線連接小車和鉤碼； ②將小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，______________，___________，小車拖動(dòng)紙帶，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，___________________； ③改變鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量，更換紙帶，重復(fù)②的操作.,2.(借助恒力做功探究功與速度變化的關(guān)系)某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖12所示的裝置探究功與速度變化的關(guān)系，圖中小車中可放置砝碼，實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50 Hz.,答案,圖12,先接通電源,再釋放小車,關(guān)閉打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源,解析,1,2,解析 將小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近后，需先接通電源，再釋放小車，讓其拖動(dòng)紙帶，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)

15、后，關(guān)閉打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源.,1,2,(2)圖13是鉤碼質(zhì)量為0.03 kg、砝碼質(zhì)量為0.02 kg時(shí)得到的一條紙帶，在紙帶上選擇起始點(diǎn)O及A、B、C、D、E計(jì)數(shù)點(diǎn)，可獲得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O的距離x及對(duì)應(yīng)時(shí)刻小車的瞬時(shí)速度v，請(qǐng)將C點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果填在表中的相應(yīng)位置.,圖13,答案,解析,答案 5.18(5.16～5.20均可) 0.49,1,2,解析 在驗(yàn)證C點(diǎn)時(shí)，由題圖可知，C點(diǎn)與刻度尺上的6.18 cm(6.16～6.20 cm均可)對(duì)齊，所以C點(diǎn)距O點(diǎn)的距離是xOC＝5.18 cm(5.16～5.20 cm均可). 從紙帶上可知C點(diǎn)的速度等于BD段的平均速度， ≈0.49 m/s.,1,2,紙帶的測(cè)量結(jié)果,(3)本實(shí)驗(yàn)，若用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，為了減小這種做法帶來(lái)的實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)采取的兩項(xiàng)措施是： ①_____________； ②__________________________________.,平衡摩擦力,鉤碼的重力遠(yuǎn)小于小車及砝碼的總重力,解析 平衡摩擦力后，線上的拉力就等于小車受到的合外力.當(dāng)鉤碼的重力遠(yuǎn)小于小車及砝碼的總重力時(shí)，線上的拉力近似等于鉤碼的重力.,答案,解析,1,2,