高中物理 第7章 機械能守恒定律 第6節(jié) 實驗：探究功與速度變化的關(guān)系課件 新人教版必修2.ppt

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成才之路 · 物理,路漫漫其修遠兮 吾將上下而求索,人教版 · 必修2,機械能守恒定律,第七章,第六節(jié) 實驗：探究功 與速度變化的關(guān)系,第七章,1．在如圖所示的裝置中，釋放小車，拉伸的橡皮筋對小車做功，使小車獲得速度。第一次實驗設(shè)橡皮筋對小車所做的功為W，后面的實驗中都保持橡皮筋的拉伸長度與第一次__________。橡皮筋的條數(shù)分別為原來的2倍、3倍……，橡皮筋對小車所做的功分別為________W、________W……,探究思路,一致,2,3,,2．由紙帶和打點計時器分別測出小車獲得的速度v1、v2、v3…… 3．以橡皮筋對小車做的功為__________坐標(以第一次實驗時的功W為單位)，小車獲得的速度為__________坐標，作出W－v曲線。,縱,橫,一條直線,v2,1．小車運動中受到阻力，小車的速度在運動中是變化的。使木板傾斜，讓小車不受橡皮條的拉力時________下滑，也就是__________摩擦力。 2．橡皮條做功完畢后，小車勻速運動，則打在紙帶上的點應(yīng)是__________分布的，利用紙帶點__________和打點計時器記錄的__________求出速度。,操作的技巧,勻速,平衡掉,均勻,間距,時間,先對測量數(shù)據(jù)進行估計，或者作出W－v草圖，大致判斷兩個量可能有什么關(guān)系。如果認為有可能是W∝v2，就對每一個速度值算出它的二次方，然后以_______為縱坐標，______為橫坐標作圖(不是以v為橫坐標)。如果這樣作出的圖象是__________，說明兩者關(guān)系真的是W∝v2……,數(shù)據(jù)的處理,W,v2,一條直線,一、實驗器材 木板、小車、橡皮筋(若干)、打點計時器、低壓交流電源、紙帶、刻度尺等。 二、實驗步驟 1．按實驗要求安裝好實驗儀器。 2．平衡摩擦力：將安裝有打點計時器的長木板的一端墊起，紙帶穿過打點計時器，不掛橡皮筋，閉合電源，輕推小車，打點計時器在紙帶上打出間隔均勻的點。,3．第一次先用一條橡皮筋做實驗，用打點計時器和紙帶測出小車獲得的速度v1，設(shè)此時橡皮筋彈力對小車做功為W，并將得到的數(shù)據(jù)記入表格。 4．換用2條、3條、4條……同樣的橡皮筋做實驗，并將橡皮筋拉伸的長度都和第一次相同，測出v2、v3、v4……，橡皮筋對小車做功分別為2W、3W、4W……將數(shù)據(jù)記入表格。 5．分析數(shù)據(jù)，嘗試做W－v，W－v2等圖象，探究W、v的關(guān)系。,四、誤差分析 1．誤差來源：一是由于忘記平衡摩擦力或沒有完全平衡摩擦力對實驗的影響，二是橡皮筋長度、粗細不一，使得拉力及拉力的功與條數(shù)不成正比帶來誤差，三是紙帶上所打點的間距測量也會帶來誤差。四是描點不準帶來誤差。,2．減小誤差的辦法 (1)實驗前要先平衡摩擦力。 (2)盡量選用同一規(guī)格的橡皮筋。 (3)選用間距均勻的幾個間隔，測量其總長度，求得平均速度。 (4)描點時既要觀察各點的位置關(guān)系，又要考慮應(yīng)有的函數(shù)關(guān)系，若拉力大，小車速度大，點數(shù)少，可能使W與v呈線性關(guān)系，控制小車速度，加大縱坐標單位長度，可減小誤差。,五、注意事項 1．平衡摩擦力的方法：將木板一端墊高，輕推小車，由打點計時器打在紙帶上的點的均勻程度判斷小車是否做勻速運動，找到木板的一個合適的傾角。 2．測小車速度時，紙帶上的點應(yīng)選均勻部分的，也就是選小車做勻速運動的。 3．橡皮筋應(yīng)選規(guī)格一樣的，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。 4．每次釋放小車時，都要讓它從同一位置由靜止開始運動。 5．小車質(zhì)量應(yīng)大一些，使紙帶上打的點多一些。,對實驗原理及實驗過程的考查,(1)除了圖中已有的實驗器材外，還需要導(dǎo)線、開關(guān)、刻度尺和________。,,(2)實驗中，小車會受到摩擦阻力的作用，可以使木板適當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,(3)若木板水平放置，小車在兩條橡皮筋作用下運動，當小車速度最大時，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，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________部分進行測量(根據(jù)上面所示的紙帶回答，填入相應(yīng)段的字母)。,解析：(1)打點計時器使用的是交流電源。 (2)平衡摩擦力的目的是讓拖著紙帶的小車沿木板勻速下滑，即使小車的重力沿木板向下的分力與摩擦力相抵消。 (3)因為木板水平放置，故摩擦力沒有被平衡掉，當小車速度最大時，F(xiàn)彈＝Ff，故橡皮筋有彈力，處于伸長狀態(tài)。 (4)求速度應(yīng)按紙帶中小車勻速運動時所打點的部分來求。 答案：(1)交流電源(或?qū)W生電源) (2)D (3)B (4)GK(選取勻速部分均為正確),(1)打點計時器與學(xué)生電源按圖乙連接，正確的連接是________(填“A”或“B”)。,,(2)關(guān)于本實驗的下列要求和操作中，必須保證________； A．每根橡皮筋的粗細和原長必須盡可能相同 B．用天平測量小車的質(zhì)量 C．每次實驗時小車都必須從同一個位置由靜止釋放 D．在接通打點計時器電源的同時釋放小車,(3)實驗中木板略微傾斜，這樣做________。 A．是為了釋放小車后，小車能勻加速下滑 B．防止紙帶上打點不清晰 C．可使得橡皮筋做的功等于合力對小車做的功 D．可使得橡皮筋松弛后小車做勻速運動 (4)下圖是某次實驗得到的一段紙帶，由此可算出小車獲得的速度大小為________m/s。(保留兩位有效數(shù)字) 答案：(1)B (2)AC (3)CD (4)0.75,,實驗數(shù)據(jù)處理方法,解析：通過試探與分析，確定W與v的關(guān)系：先試探畫出W－v圖象，大致判斷一下W與v的關(guān)系，再畫出其他的圖象，找出哪一組的圖象是直線，從而確定功與速度的最終關(guān)系。W－v圖象如下圖所示。,,解析：v2、v3的數(shù)值如下表所示：,,創(chuàng)新設(shè)計實驗,答案：BD,