6.实验:探究功与速度变化的关系 MYKONGLONG
6．实验：探究功与速度变化的关系
ZIZHUXUEXI 自主学习 自觉学习我发行 1.探究功与速度变化的关系的思路: (1)使平板上的小车在力的作用下从静止开始运动,测 量力的大小及小车在力的作用下运动的距离,改变力的 大小或小车运动的距离,也就改变了力对小车做的功 (2)小车的速度可以由_打点计时器和纸带测出 (3)以功W为纵坐标,以速度U为横坐标,作出图线, 由图线特征了解两者的定量关系 MYKONGLONG
1．探究功与速度变化的关系的思路： (1)使平板上的小车在力的作用下从________ 静止 开始运动，测 量力的大小及小车________________________，改变力的 大小或小车运动的距离，也就改变了________________. (2)小车的速度可以由______________和纸带测出． (3)以________为纵坐标，以________为横坐标，作出图线， 由图线特征了解两者的定量关系. 功 W 速度 v 在力的作用下运动的距离 力对小车做的功 打点计时器
2.操作技巧 (1)平衡摩擦力.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,小车重力沿斜面方向的分力就刚好平 衡了小车所受的摩擦力 (2)选择纸带.对纸带上的点进行分析,选择若干个相邻距 离基本相同的点作为小车匀速运动阶段的点,用这些点计 算小车的速度 3.数据处理:根据实验数据作岀W-υ草图,大致判断两 个量可能是什么关系.如果认为很可能是W∝υ2,就作出W U2图线,如果图线是一条直线,就可以证明你的判断是正确的 MYKONGLONG
2．操作技巧： 均匀 相同 一条直线 (1)平衡摩擦力．如果纸带上打出的点距是________的，说 明纸带的运动是匀速的，小车重力沿斜面方向的分力就刚好平 衡了小车所受的摩擦力. (2)选择纸带．对纸带上的点进行分析，选择若干个相邻距 离基本________的点作为小车匀速运动阶段的点，用这些点计 算小车的速度. 3．数据处理：根据实验数据作出 W－v 草图，大致判断两 个量可能是什么关系．如果认为很可能是 W∝v 2，就作出 W－ v 2 图线，如果图线是________，就可以证明你的判断是正确的
KETANGTANJIU 课堂探究 条分缕捋见真义 实验透视 【实验原理】 探究功与物体速度变化的关系,可通过改变力对物体做的功, 测出力对物体做功不同时物体的速度.为了简化实验,可将物体 的初速度设置为零,可用如图7-6-1所示的装置进行实验,通 过增加橡皮筋的根数使橡皮筋对小车做的功成倍增加,再通过打 点计时器和纸带来测量每次实验后小车的末速度 图7-6-1 MYKONGLONG
【实验原理】 探究功与物体速度变化的关系，可通过改变力对物体做的功， 测出力对物体做功不同时物体的速度．为了简化实验，可将物体 的初速度设置为零，可用如图7－6－1 所示的装置进行实验，通 过增加橡皮筋的根数使橡皮筋对小车做的功成倍增加，再通过打 点计时器和纸带来测量每次实验后小车的末速度v. 图 7－6－1
【实验器材】 小车、长木板、橡皮筋、刻度尺、打点计时器、纸带等 【实验步骤】 (1)先将长木板置于水平桌面上,再将打点计时器固定在长 木板上,让纸带的一端夹在小车后端,另一端穿过打点计时器 将长木板安装有打点计时器的一端适当垫高,直至轻推小 车后小车恰能在板上做匀速直线运动 (2)先用1根橡皮筋做实验,拉长橡皮筋使小车靠近打点计 时器,接通打点计时器的电源,释放小车,记录橡皮筋做的功 W和求出小车获得的速度1 MYKONGLONG
【实验器材】 小车、长木板、橡皮筋、刻度尺、打点计时器、纸带等． 【实验步骤】 (1)先将长木板置于水平桌面上，再将打点计时器固定在长 木板上，让纸带的一端夹在小车后端，另一端穿过打点计时器． 将长木板安装有打点计时器的一端适当________，直至轻推小 车后小车恰能在板上做____________ 匀速直线 运动． (2)先用 1 根橡皮筋做实验，拉长橡皮筋使小车靠近打点计 时器，接通打点计时器的电源，释放小车，记录橡皮筋做的功 W 和求出小车获得的速度 v1 . 垫高
(3)用2根、3根…相同的橡皮筋分别代替1根橡皮 筋重复实验,保证每次释放小车的位置相同,即橡皮筋每 次拉伸的长度都保持一致,以保证第2次、第3次……橡 皮筋做的功是2W、3W……记录数据,并分别求出 小车相应获得的速度乙2、℃3 【数据处理】 (1)测量小车的速度:实验获得如图7-6-2所示的纸带, 为探究橡皮筋弹力做功和小车速度的关系,需要测量弹力做功 结束时小车的速度,即小车做匀速运动的速度.所以应在纸带 上测量的物理量是A1、A2间的距离x,小车速度的表达式是U T(打点计时器的时间间隔为T) MYKONGLONG
(3)用 2 根、3 根……________的橡皮筋分别代替 1 根橡皮 筋重复实验，保证每次释放小车的位置________，即橡皮筋每 次拉伸的长度都____________，以保证第 2 次、第 3 次……橡 皮筋做的功是________、________……记录数据，并分别求出 小车相应获得的速度 v2 、v3 …… 【数据处理】 (1)测量小车的速度：实验获得如图 7－6－2 所示的纸带， 为探究橡皮筋弹力做功和小车速度的关系，需要测量弹力做功 结束时小车的速度，即小车做匀速运动的速度．所以应在纸带 上测量的物理量是 A1、A2 间的距离 x，小车速度的表达式是 v ＝________(打点计时器的时间间隔为 T)． 相同 相同 保持一致 2W 3W x T
AAA ●●。鲁鲁鲁 图7-6-2 (2)实验数据记录(自己设计一个记录数据的表格) (3)实验数据处理及分析:在坐标纸上画出W-0和W02 图线(第1次橡皮筋做的功W为纵轴的单位长度) 【实验结论】 功与物体速度变化的关系为W∞ MYKONGLONG
(2)实验数据记录(自己设计一个记录数据的表格)． (3)实验数据处理及分析：在坐标纸上画出 W－v 和 W－v 2 图线(第 1 次橡皮筋做的功 W 为纵轴的单位长度)． 【实验结论】 功与物体速度变化的关系为 W∝v 2 . 图 7－6－2
【例1】在做“探究功与速度变化的关系”的实验时,小 车的质量为m,使用橡皮筋6根,每次增加一根,实验中W、 U和υ2的数据已填在下面的表格中 w1J 0.001.002.003.004005.006.00 U/(m·s-) 0.00 0.80 1.10 128 1.59 176 1.92 (m)2000921211.92234310387 (1)试在图7-6-3中作出图象 AWIJ /J W/ O0.40.81.21.620m/(m·s2)O 2345/(m·s 图7-6-3 MYKONGLONG
【例1】在做“探究功与速度变化的关系”的实验时，小 车的质量为 m，使用橡皮筋 6 根，每次增加一根，实验中 W、 v 和 v 2 的数据已填在下面的表格中. (1)试在图 7－6－3 中作出图象． 图 7－6－3 W/J 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 v/(m·s－1 ) 0.00 0.80 1.10 1.28 1.59 1.76 1.92 v 2 /(m·s－1 ) 2 0.00 0.92 1.21 1.92 2.34 3.10 3.87
(2)从图象可以得出的实验结论是W与v成正比 解析:以W为纵坐标,υ为横坐标,作出W-℃图象(图7 6-4甲),以W为纵坐标,02为横坐标,作出W-2图象图 乙),从图乙中可看出,W与2成正比 答案:(1)如图7-6-4甲和乙所示 4w/ W/ 6543 O0.40.81.21.62.0v/(m:s) 12345d/(m·s)2 甲 图7-6-4 MYKONGLONG
(2)从图象可以得出的实验结论是____________________． 解析：以W 为纵坐标，v为横坐标，作出 W－v 图象(图 7 －6－4 甲)，以 W 为纵坐标，v 2 为横坐标，作出W－v 2 图象(图 乙)，从图乙中可看出，W 与 v 2 成正比． 图 7－6－4 答案：(1)如图 7－6－4 甲和乙所示． W与 v 2成正比
【例2】对橡皮筋做的功来说,直接测量是有困难的,我 们可以巧妙地避开这个难题而不影响问题的解决,只需要测出 每次实验时橡皮筋对小车做的功是第一次的多少倍.使用的方 法是() A.用同样的力对小车做功,让小车通过的距离依次是s、 2s、3s ●00· 进行实验时,力对小车做的功就分别是W2W 3 B.让小车通过相同的距离,所用的力分别为F、2F、3F 进行实验时,力对小车做的功就分别是W、2W3兩 MYKONGLONG
【例2】对橡皮筋做的功来说，直接测量是有困难的，我 们可以巧妙地避开这个难题而不影响问题的解决，只需要测出 每次实验时橡皮筋对小车做的功是第一次的多少倍．使用的方 法是( ) A．用同样的力对小车做功，让小车通过的距离依次是 s、 2s、3s……进行实验时，力对小车做的功就分别是 W、2W、 3W…… B．让小车通过相同的距离，所用的力分别为F、2F、3F…… 进行实验时，力对小车做的功就分别是 W、2W、3W……