《高中物理 7.6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》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 7.6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（32頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

6實(shí)驗(yàn) 探究功與速度變化的關(guān)系 注意事項(xiàng)1 平衡摩擦力 將木板一端墊高 使小車重力沿斜面向下的分力與摩擦阻力平衡 方法是輕推小車 由打點(diǎn)計時器打在紙帶上的點(diǎn)的均勻程度判斷小車是否勻速運(yùn)動 找到木板一個合適的傾角 2 選點(diǎn)測速 測小車速度時 紙帶上的點(diǎn)應(yīng)選均勻部分的 也就是選小車做勻速運(yùn)動狀態(tài)的 3 規(guī)格相同 橡皮筋規(guī)格相同時 力對小車做的功以一條橡皮筋做的功為單位即可 不必計算出具體數(shù)值 誤差分析1 誤差的主要來源是橡皮筋的長度 粗細(xì)不一 使橡皮筋的拉力做功W與橡皮筋的條數(shù)不成正比 2 沒有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力時傾角過大也會造成誤差 3 利用打上點(diǎn)的紙帶計算小車的速度時 測量不準(zhǔn)確會帶來誤差 例1 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)如圖7 6 1所示 圖中小車是在一條橡皮筋作用下彈出的 沿木板滑行 這時 橡皮筋對小車做的功記為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 每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長的長度都保持一致 每次實(shí)驗(yàn)中小車獲得的速度根據(jù)打點(diǎn)計時器所打在紙帶上的點(diǎn)進(jìn)行計算 實(shí)驗(yàn)操作及注意事項(xiàng) 1 除了圖中已有的實(shí)驗(yàn)器材外 還需要導(dǎo)線 開關(guān) 刻度尺和 選填 交流 或 直流 電源 2 實(shí)驗(yàn)中 小車會受到摩擦阻力的作用 可以使木板適當(dāng)傾斜來平衡摩擦阻力 則下面操作正確的是 A 放開小車 能夠自由下滑即可B 放開小車 能夠勻速下滑即可C 放開拖著紙帶的小車 能夠自由下滑即可D 放開拖著紙帶的小車 能夠勻速下滑即可 圖7 6 1 3 若木板水平放置 小車在兩條橡皮筋作用下運(yùn)動 當(dāng)小車速度最大時 關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置 下列說法正確的是 A 橡皮筋處于原長狀態(tài)B 橡皮筋仍處于伸長狀態(tài)C 小車在兩個鐵釘?shù)倪B線處D 小車已過兩個鐵釘?shù)倪B線 4 在正確操作情況下 打在紙帶上的點(diǎn)并不都是均勻的 為了測量小車獲得的速度 應(yīng)選用紙帶的 部分進(jìn)行測量 根據(jù)如圖7 6 2所示的紙帶回答 圖7 6 2 解析 1 打點(diǎn)計時器使用的是交流電源 2 平衡摩擦力時 應(yīng)將紙帶穿過打點(diǎn)計時器 放開拖著紙帶的小車 小車能夠勻速下滑即可 故D正確 3 放開小車后 小車做加速運(yùn)動 當(dāng)橡皮筋的拉力大小等于摩擦力大小時 小車的速度最大 此時橡皮筋仍處于伸長狀態(tài) B正確 4 從紙帶上看 紙帶的GJ段打點(diǎn)比較均勻 所以應(yīng)選用紙帶的GJ段進(jìn)行測量 答案 1 交流 2 D 3 B 4 GJ 例2 某同學(xué)利用圖7 6 3甲所示裝置探究力對物體做的功與物體速度變化的關(guān)系 得到了下表的數(shù)據(jù) 實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理 圖7 6 3 注 每條橡皮筋拉長的長度都一樣 1 由表可得出定性結(jié)論 2 設(shè)一條橡皮筋拉長到固定長度所做功為W0 大致畫出橡皮筋所做的功W與小車速度v的圖象 畫在圖乙中 3 根據(jù)以上的W v圖象對W與v的關(guān)系作出初步判斷 4 根據(jù)數(shù)據(jù)完成下表的空白部分 解析每條橡皮筋拉長的長度都一樣 一條橡皮筋拉長到固定長度所做的功為W0 由做功與拉長橡皮筋條數(shù)成正比得 第2 3 4 5次拉長橡皮筋做功應(yīng)分別為3W0 4W0 5W0 7W0 1 定性結(jié)論 橡皮筋做的功與小車獲得的速度有關(guān) 并且做功越多 小車獲得的速度越大 2 W與v的圖象如圖所示 3 W與v的圖象很像拋物線 可能W v2 4 如下表答案見解析 例3 質(zhì)量為1kg的重物自由下落 通過打點(diǎn)計時器在紙帶上記錄運(yùn)動的過程 打點(diǎn)計時器所接電源為6V 50Hz的交流電源 如圖7 6 4所示 紙帶上O點(diǎn)為重物自由下落時紙帶打點(diǎn)的起點(diǎn) 選取的計數(shù)點(diǎn)A B C D E F G依次間隔一個點(diǎn) 圖中未畫出 紙帶上的數(shù)據(jù)表示各計數(shù)點(diǎn)與O點(diǎn)間的距離 拓展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn) 圖7 6 4 1 求出B C D E F各點(diǎn)的速度并填入下表 2 求出物體下落時從O點(diǎn)到B C D E F各點(diǎn)過程中重力所做的功 并填入下表 3 適當(dāng)選擇坐標(biāo)軸 在圖7 6 5中作出物體重力做的功與物體速度的平方之間的關(guān)系圖象 圖中縱坐標(biāo)表示 橫坐標(biāo)表示 由圖可得重力所做的功與 成 關(guān)系 圖7 6 5 2 重力做的功WB mg OB 1 9 8 70 6 10 3J 0 69J 同理WC 1 23J WD 1 92J WE 2 76J WF 3 76J 3 WG v2圖象如圖所示 圖中縱坐標(biāo)表示重力做的功WG 橫坐標(biāo)表示物體速度的平方v2 由圖可得重力所做的功與物體速度的平方成正比關(guān)系 答案見解析 一 實(shí)驗(yàn)原理和誤差分析1 在本實(shí)驗(yàn)中 我們并不需要測出橡皮筋做的功到底是多少 只需測出以后各次實(shí)驗(yàn)時橡皮筋對小車做的功是第一次實(shí)驗(yàn)的多少倍 使用的方法是 A 用同樣的力對小車作用 讓小車通過的距離為s 2s 3s 進(jìn)行第一次 第二次 第三次 實(shí)驗(yàn)時 力對小車做的功就是W 2W 3W B 讓小車通過相同的距離 第一次力為F 第二次力為2F 第三次力為3F 實(shí)驗(yàn)時 力對小車做的功就是W 2W 3W C 選用同樣的橡皮筋 在實(shí)驗(yàn)中每次橡皮筋拉伸的長度保持一致 當(dāng)用1條 2條 3條 同樣的橡皮筋進(jìn)行第一次 第二次 第三次 實(shí)驗(yàn)時 橡皮筋對小車做的功就是W 2W 3W D 利用彈簧測力計測量對小車的拉力F 利用直尺測量小車在力的作用下移動的距離s 便可求出每次實(shí)驗(yàn)中力對小車做的功 可控制為W 2W 3W 解析本實(shí)驗(yàn)采用橡皮筋做功來進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 橡皮筋的力是變力 因此選項(xiàng)A B D所說的方法不可能實(shí)現(xiàn) 答案C 2 實(shí)驗(yàn)時小車在運(yùn)動中會受到阻力作用 在小車沿長木板滑行的過程中 除橡皮筋對其做功外 還有阻力做功 這樣便會給實(shí)驗(yàn)帶來誤差 我們在實(shí)驗(yàn)中想到的辦法是使長木板略為傾斜 對于長木板的傾斜程度 下列說法正確的是 A 木板只要稍微傾斜一下即可 沒有什么嚴(yán)格要求B 木板的傾斜角度在理論上應(yīng)滿足下面條件 即重力使物體沿斜面下滑的分力應(yīng)等于小車受到的阻力C 如果小車在傾斜的木板上做勻速運(yùn)動 則木板的傾斜程度是符合要求的D 其實(shí)木板不傾斜 問題也不大 因?yàn)閷?shí)驗(yàn)總是存在誤差的 解析由動力學(xué)知識可以知道 要平衡摩擦力 就應(yīng)使物體的重力沿斜面向下的分力等于物體受到的阻力 使小車能夠做勻速運(yùn)動 答案BC 3 在探究功與速度變化的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中 某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中得到了一條如圖7 6 6所示的紙帶 這條紙帶上的點(diǎn)兩端較密 中間稀疏 出現(xiàn)這種情況的原因可能是 A 電源的頻率不穩(wěn)定B 木板的傾斜程度太大C 沒有使木板傾斜或木板傾斜的程度太小D 小車受到的阻力較大 圖7 6 6 解析電源頻率不穩(wěn)定的可能性不大 出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是沒有平衡阻力或平衡阻力不夠 以致小車在橡皮筋作用下做加速運(yùn)動 在橡皮筋恢復(fù)原長以后做減速運(yùn)動 且受到的阻力較大 故選項(xiàng)C D正確 答案CD 二 實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理4 在探究功與速度變化的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中 下列說法中正確的是 A 長木板要適當(dāng)傾斜 以平衡小車運(yùn)動中受到的阻力B 重復(fù)實(shí)驗(yàn)時 雖然用到橡皮筋的條數(shù)不同 但每次應(yīng)使橡皮筋拉伸的長度相同C 利用紙帶上的點(diǎn)計算小車的速度時 應(yīng)選用紙帶上打點(diǎn)最密集的部分進(jìn)行計算D 利用紙帶上的點(diǎn)計算小車的速度時 應(yīng)選用紙帶上打點(diǎn)最稀疏的部分進(jìn)行計算 解析由于小車在運(yùn)動中受到阻力 摩擦力和紙帶的阻力 作用 所以要使長木板適當(dāng)傾斜 以平衡小車運(yùn)動中受到的阻力 選項(xiàng)A正確 重復(fù)實(shí)驗(yàn)時 為了使橡皮筋對小車所做的功與它的條數(shù)成正比 每次應(yīng)使橡皮筋拉伸的長度相同 選項(xiàng)B正確 利用紙帶上的點(diǎn)計算小車的速度時 由于要計算的是橡皮筋松弛后小車勻速運(yùn)動的速度 所以應(yīng)選用紙帶上打點(diǎn)最稀疏的部分進(jìn)行計算 選項(xiàng)C錯誤 D正確 答案ABD 5 某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)采用如圖7 6 7所示的裝置 實(shí)驗(yàn)中 小車碰到制動裝置時 鉤碼尚未到達(dá)地面 用打點(diǎn)計時器得到一條紙帶后 通過分析小車位移與速度變化的關(guān)系來研究合力對小車所做的功與速度變化的關(guān)系 圖7 6 7是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶 點(diǎn)O為紙帶上的起始點(diǎn) A B C是紙帶上的三個連續(xù)的計數(shù)點(diǎn) 相鄰兩個計數(shù)點(diǎn)間均有4個點(diǎn)未畫出 用刻度尺測得A B C到O的距離如圖7 6 8所示 已知所用交變電源的頻率為50Hz 則 圖7 6 7圖7 6 8 1 打B點(diǎn)時 小車的瞬時速度vB m s 結(jié)果保留兩位有效數(shù)字 2 實(shí)驗(yàn)中 該小組的同學(xué)畫出小車位移l與速度v的關(guān)系圖象如圖7 6 9所示 根據(jù)該圖線形狀 某同學(xué)對W與v的關(guān)系作出的猜想 肯定不正確的是 填寫選項(xiàng)字母代號 圖7 6 9 3 本實(shí)驗(yàn)中 若鉤碼下落高度為h1時合力對小車所做的功為W0 則當(dāng)鉤碼下落h2時 合力對小車所做的功為 用h1 h2 W0表示 2 由題圖知 位移與速度的關(guān)系圖象很像拋物線 所以可能l v2或l v3 又因?yàn)閃 Fl F恒定不變 故W v2或W v3 A D正確 B C錯誤