实验五探究功与速度变化的关系 MYKONGLONG
实验五 探究功与速度变化的关系
基础回放·要点整合 基本实验要求 实验目的探究功与物体速度变化的关系 打点计时器 橡皮筋 2.实验原理 小车 (1)一根橡皮筋作用在小车上移动距离s—做功为W. (2)两根橡皮筋作用在小车上移动距离s做功应为2W实验原理图 (3)三根橡皮筋作用在小车上移动距离s—做功应为3W. (4)利用打点计时器求出小车离开橡皮筋的速度,列表、作图,即可求出-W关系 3.实验器材 橡皮筋、小车、木板、打点计时器、 纸带、铁钉等 橡友 打点计时器 MYKONGLONG
基础回放·要点整合 基本实验要求 1．实验目的 探究功与物体速度变化的关系． 2．实验原理 (1)一根橡皮筋作用在小车上移动距离 s——做功为 W. (2)两根橡皮筋作用在小车上移动距离 s——做功应为 2W. (3)三根橡皮筋作用在小车上移动距离 s——做功应为 3W. (4)利用打点计时器求出小车离开橡皮筋的速度，列表、作图，即可求出 v－W 关系 3．实验器材 橡皮筋、小车、木板、打点计时器、 纸带、铁钉等． 实验原理图
基础回放·要点整合 4.实验步骤 (1)用一条橡皮筋拉小车—做功W (2)用两条橡皮筋拉小车做功2W (3)用三条橡皮筋拉小车—做功3W. (4)测出每次小车获得的速度 (5)分别用各次实验测得的和W 绘出H-v、W-n2,H-o3-关系图 5.实验结论 物理 找出乙与W间的关系W=m2 MYKONGLONG
4．实验步骤 (1)用一条橡皮筋拉小车——做功 W. (2)用两条橡皮筋拉小车——做功 2W. (3)用三条橡皮筋拉小车——做功 3W. (4)测出每次小车获得的速度． (5)分别用各次实验测得的 v 和 W 绘出 W－v、W－v 2，W－v 3、W－ v关系图． 5．实验结论 找出 v 与 W 间的关系 W＝ 1 2 mv 2 . 基础回放·要点整合
基础回放·要点整合 ⊙规律方法总结 实验注意事项 (1)将木板一端垫高,使小车的重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡.方法是轻推 小车,由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否做匀速运动,找到长 木板的一个合适的倾角 (2)测小车速度时,应选纸带上的点均匀的部分,也就是选小车做匀速运动的部分 (3)橡皮筋应选规格一样的.力对小车做的功以一条橡皮筋做的功为单位即可,不必 计算出具体数值 (4)小车质量应大一些,使纸带上打的点多一些 2.实验探究的技巧与方法 (1)不直接计算W和的数值,而只是看第2次、第3次…实验中的W和乙是第 1次的多少倍,简化数据的测量和处理 (2)用W-a2图象处理实验数据,这比W-v图象更加直观、明了 MYKONGLONG
1．实验注意事项 (1)将木板一端垫高，使小车的重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡．方法是轻推 小车，由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否做匀速运动，找到长 木板的一个合适的倾角． (2)测小车速度时，应选纸带上的点均匀的部分，也就是选小车做匀速运动的部分． (3)橡皮筋应选规格一样的．力对小车做的功以一条橡皮筋做的功为单位即可，不必 计算出具体数值． (4)小车质量应大一些，使纸带上打的点多一些． 2．实验探究的技巧与方法 (1)不直接计算 W 和 v 的数值，而只是看第 2 次、第 3 次……实验中的 W 和 v 是第 1 次的多少倍，简化数据的测量和处理． (2)用 W－v 2图象处理实验数据，这比 W－v 图象更加直观、明了． 基础回放·要点整合 规律方法总结
课堂探究·考点突破 考点一对实验原理及误差分析的考查 【例1】探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关 系,实验装置如图1所示,实验主要过程如下: (1)设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、…; (2)分析打点计时器打出的纸带,求出小车的速度U1、四2、U3、…; (3)作出W-草图 (4)分析W-图象.如果W-图象是一条直线,表明W∝v;如 果不是直线,可考虑是否存在W∝u2、W∝、W∝等关系 小车 橡皮筋 打点计时器 图1 MYKONGLONG
考点一 对实验原理及误差分析的考查 【例 1】 探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关 系，实验装置如图 1 所示，实验主要过程如下： (1)设法让橡皮筋对小车做的功分别为 W、2W、3W、…； (2)分析打点计时器打出的纸带，求出小车的速度 v1、v2、v3、…； (3)作出 W－v 草图； (4)分析 W－v 图象．如果 W－v 图象是一条直线，表明 W∝v；如 果不是直线，可考虑是否存在 W∝v 2、W∝v 3、W∝ v等关系． 图1 课堂探究·考点突破
课堂探究·考点突破 以下关于该实验的说法中有一项不正确,它是_D A.本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W3W… 所采用的方法是选用同样的橡皮筋,并在每次实验中使橡皮筋 拉伸的长度保持一致.当用1条橡皮筋进行实验时,橡皮筋对 小车做的功为W,用2条、3条、…橡皮筋并在一起进行第2 次、第3次、…实验时,橡皮筋对小车做的功分别是2丌、3肛、 B.小车运动中会受到阻力,补偿的方法可以使木板适当倾斜 C.某同学在一次实验中,得到一条记录纸带.纸带上打出的点, 两端密、中间疏.出现这种情况的原因,可能是没有使木板倾 斜或倾角太小 D.根据记录纸带上打出的点,求小车获得的速度的方法,是以纸 带上第一点到最后一点的距离来进行计算 MYKONGLONG
以下关于该实验的说法中有一项不正确，它是________． A．本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为 W、2W、3W、…. 所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋 拉伸的长度保持一致．当用 1 条橡皮筋进行实验时，橡皮筋对 小车做的功为 W，用 2 条、3 条、…橡皮筋并在一起进行第 2 次、第 3 次、…实验时，橡皮筋对小车做的功分别是 2W、3W、… B．小车运动中会受到阻力，补偿的方法可以使木板适当倾斜 C．某同学在一次实验中，得到一条记录纸带．纸带上打出的点， 两端密、中间疏．出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾 斜或倾角太小 D．根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸 带上第一点到最后一点的距离来进行计算 D 课堂探究·考点突破
课堂探究·考点突破 考点二对实验步骤和实验数据处理的考查 【例2】为了探究力对物体做功与物体速度变化的关系,现提供如图2 所示的器材,让小车在橡皮筋的作用下弹出后,沿木板滑行,请思 考并回答下列问题(打点计时器交流电频率为50Hz) (1)为了消除摩擦力的影响应采取什么措施? 将木板固定有打点计时器的一端垫起适当的高度,使小车缓慢匀速下滑 (2)当我们分别用同样的橡皮筋1条、2条、3条…并起来进行第1 次、第2次、第3次……实验时,每次实验中橡皮筋拉伸的长度都应 保持一致,我们把第1次实验时橡皮筋对小车做的功记为W (3)由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器和 纸带测出,如图3所示是其中四次实验打出的部分纸带 小车 橡皮筋 打点 图2 MYKONGLONG
考点二 对实验步骤和实验数据处理的考查 【例 2】为了探究力对物体做功与物体速度变化的关系，现提供如图 2 所示的器材，让小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行，请思 考并回答下列问题(打点计时器交流电频率为 50 Hz)： (1)为了消除摩擦力的影响应采取什么措施？ __________________________________________________________. (2)当我们分别用同样的橡皮筋 1 条、2 条、3 条……并起来进行第 1 次、第 2 次、第 3 次……实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度都应 保持一致，我们把第 1 次实验时橡皮筋对小车做的功记为 W. (3)由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器和 纸带测出，如图 3 所示是其中四次实验打出的部分纸带． 图2 将木板固定有打点计时器的一端垫起适当的高度，使小车缓慢匀速下滑 课堂探究·考点突破
课堂探究·考点突破 (3)由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器 和纸带测出,如图3所示是其中四次实验打出的部分纸带 (4)试根据(2)、(3)中的信息,填写下表 1次:5920900920-20 次数 4 橡皮筋对小车做的 第2次像1012792.83283128312.83 功 |2W|3W4W cm 第3次1260132013461346134613461 cm 小车速度(ms 1.01.4151.732.0 第4次1350,3801395140014.001400 2(m3/s2) 1.02.03.04.0 图3 从表中数据可得出结论:橡皮筋对小车做的功与小车速度的平方成正比 MYKONGLONG
(4)试根据(2)、(3)中的信息，填写下表. 次数 1 2 3 4 橡皮筋对小车做的 功 W 小车速度v(m/s) v 2 (m2 /s2 ) 从表中数据可得出结论：____________________________________. 2W 3W 4W 1.0 1.415 1.73 2.0 1.0 2.0 3.0 4.0 橡皮筋对小车做的功与小车速度的平方成正比 课堂探究·考点突破 图3 (3)由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器 和纸带测出，如图 3 所示是其中四次实验打出的部分纸带．
课堂探究·考点突破 创新实验设计 【例3】某实验小组采用如图4所示的装置探究功与速度变化的关 系.图中小车内可放置砝码,实验中,小车碰到制动装置时,钩码 尚未到达地面,打点计时器的工作频率为50Hz (1)实验的部分步骤如下: ①在小车中放入砝码,把纸带穿过打点计时器,连在小车后端,用 细线连接小车和钩码; ②将小车停在打点计时器附近,先接通电源 后释放小车,小车拖动纸带,打点计时器在纸带上打下一系 列点,关闭电源; 定滑轮 小车纸带打点计时器 ③改变钩码或小车中砝码的数量,更换纸带, 重复②的操作 图4 MYKONGLONG
【例 3】 某实验小组采用如图 4 所示的装置探究功与速度变化的关 系．图中小车内可放置砝码，实验中，小车碰到制动装置时，钩码 尚未到达地面，打点计时器的工作频率为 50 Hz. (1)实验的部分步骤如下： ①在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用 细线连接小车和钩码； ② 将小车停在打点计时器附近， ______________ ， ________________，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一系 列点，关闭电源； ③改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带， 重复②的操作． 图4 先接通电源 课堂探究·考点突破 后释放小车
课堂探究·考点突破 (2)如图5是某次实验得到的一条纸带,在纸带上选择起始点O及多 个计数点A、B、C、D、E、…,可获得各计数点刻度值s,求出对 应时刻小车的瞬时速度U,则D点对应的刻度值为sD 8.15(8.12~8.18)均可cm 次数Mkg|o △E/J D点对应的速度大小为 0.76 0.190 0.490 0.210 UD=0.54(0.54~0.55)均可 0.500 0.413 0.980 0.430 m/s 0.500 1470 0.630 纸带运动方向 1.000 2.40 2450 1000 1420 2.940 1470 0cm123456789101112 图5 (3)上表是某同学在改变钩码或小车中砝码的数量时得到的数据.其 中M是小车质量M1与小车中砝码质量m之和,|2-12是纸带上 某两点的速度的平方差,可以据此计算出动能变化量AE;F是钩码 所受重力的大小,W是以上两点间F所做的功. 由上表数据可以看出,W总是大于AE,其主要原因是:钩码的重 力大于小车实际受到的拉力造成了误差,还有没有平衡摩擦力 MYKONGLONG
(2)如图 5 是某次实验得到的一条纸带，在纸带上选择起始点 O 及多 个计数点 A、B、C、D、E、……，可获得各计数点刻度值 s，求出对 应时刻小车的瞬时速度 v，则 D 点对应的刻度值为 sD＝ ____________________cm. D 点对应的速度大小为 vD＝_____________________m/s. 次数 M/kg /(m2·s－2 ) ΔE/J F/N W/J 1 0.500 0.760 0.190 0.490 0.210 2 0.500 1.65 0.413 0.980 0.430 3 0.500 2.40 0.600 1.470 0.630 4 1.000 2.40 1.200 2.450 1.240 5 1.000 2.84 1.420 2.940 1.470 (3)上表是某同学在改变钩码或小车中砝码的数量时得到的数据．其 中 M 是小车质量 M1与小车中砝码质量 m 之和，|v 2 2 －v 2 1 |是纸带上 某两点的速度的平方差，可以据此计算出动能变化量 ΔE；F 是钩码 所受重力的大小，W 是以上两点间 F 所做的功. 由上表数据可以看出，W 总是大于 ΔE，其主要原因是：钩码的重 力大于小车实际受到的拉力造成了误差，还有__________________． 8.15（8.12～8.18）均可 0.54（0.54～0.55）均可 没有平衡摩擦力 课堂探究·考点突破 图5 |v 2 2 －v 2 1 |