7.6实验:探究功与速度变化的关系 学习目标知识与技能 1、会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度 2、学习探究功与速度变化关系的物理方法,并会利用图象法处理数据。 3、体验知识的探究过程和物理学的研究方法 过程与方法 1、通过纸带与打点计时器来探究功与速度的关系,体验探究过程和物理学的研究方法 2、实际探究过程中如何把变力做功这个问题解决 情感态度与价值 体验探究的困难,享受成功的乐趣 、通过实验探究,体会学习的快乐,激发学习的兴趣;通过亲身实践,树立“实践是检 验真理的唯一标准”的科学观 学习重点学习探究功与速度变化关系的物理方法,并会利用图象法处理数据 学习难点1、实验数据的处理方法一一图象法 2、实验过程中的规范操作 预习案 先通读教材,熟悉本节课的基本概念和基本规律,完成“知识准备”、“教材助读”的问 (独立完成,限时10分钟) ●知识回顾 1.弹性势能:发生弹性形变的物体的各部分之间,由于弹力的作用也具有弹性势能; 2.弹性势能表达式 弹力做功与弹性势能的关系:。 ●新课预习 1.(1)实验目的是研究外力对物体做的功与物体动能的变化关系。 (2)体会探究的过程和所用方法 2.实验器材:平木板、小车、橡皮筋、钉子、打点计时器、刻度尺、纸带、电源等 3.实验步骤 A先将木板置于水平桌面,然后在钉有钢钉的长上 木板上,放好实 验小车。 实验装置 B.把打点计时器固定在木板的一端,将纸带穿过打点计时器的限位孔,纸带一端夹紧在小 车的后端,打点计时器接电源。 C.使木板适当倾斜,调节木板的倾角,使小车能在木板上匀速直线运动即可 D.过两钉中垂线上的适当位置作两钉的平行线,交中垂线于0点,作为小车每次运动的起 始点
7.6 实验：探究功与速度变化的关系 学习目标 知识与技能 1、会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度 2、学习探究功与速度变化关系的物理方法，并会利用图象法处理数据。 3、体验知识的探究过程和物理学的研究方法 过程与方法 1、通过纸带与打点计时器来探究功与速度的关系，体验探究过程和物理学的研究方法 2、实际探究过程中如何把变力做功这个问题解决 情感态度与价值 1、体验探究的困难，享受成功的乐趣 2、通过实验探究，体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检 验真理的唯一标准”的科学观 学习重点 学习探究功与速度变化关系的物理方法，并会利用图象法处理数据 学习难点 1、实验数据的处理方法——图象法 2、实验过程中的规范操作 预习案 先通读教材，熟悉本节课的基本概念和基本规律，完成“知识准备”、“教材助读”的问 题。 (独立完成，限时 10 分钟) ●知识回顾 1.弹性势能：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于弹力的作用也具有弹性势能； 2.弹性势能表达式：； 3.弹力做功与弹性势能的关系：。 ●新课预习 1.（1）实验目的是研究外力对物体做的功与物体动能的变化关系。 （2）体会探究的过程和所用方法。 2.实验器材：平木板、小车、橡皮筋、钉子、打点计时器、刻度尺、纸带、电源等。 3.实验步骤： A.先将木板置于水平桌面，然后在钉有钢钉的长 木板上，放好实 验小车。 B.把打点计时器固定在木板的一端，将纸带穿过打点计时器的限位孔，纸带一端夹紧在小 车的后端，打点计时器接电源。 C.使木板适当倾斜，调节木板的倾角，使小车能在木板上匀速直线运动即可。 D.过两钉中垂线上的适当位置作两钉的平行线，交中垂线于 O 点，作为小车每次运动的起 始点
E.使用一根橡皮筋时,将小车的前端拉到0点,接通电源,打点计时器打点,释放小车, 小车离开木板前适时使小车制动,断开电源,取下纸带。重复本项前面的过程,选出点迹清晰 的纸带。 F.换用同样材料、粗细、长度的2根、3根、…6根橡皮筋,依照D项的方法,分别进行 实验。 G.以弹簧伸长量为纵轴(第一次橡皮筋做的功为纵轴的单位长度),以小车速度为横轴(第 次小车的速度为横轴的单位长度),建立坐标系,用描点法作出图像,看看是否是正比例图 像,若不是,功与速度的哪种相关量(的变化量)是正比的,功就与速度的这种相关量(的变 化量)具有确定的函数关系。 4.数据的处理 通过探究与分析,确定W与v的关系 因为图像上的直线关系最容易判断两个物理量间的关系,所以可分别试探画出W与v,W 与v2,W与ⅴ2,W与√简的关系图像,找出哪一组的图像是直线,从而确定功与速度之间的 关系 ●我的疑问——请你将预习中未能解决的问题和有疑惑的问题写下来,等待课堂上与老师 和同学探究解决 探究案 ●探究一:关于橡皮筋对小车所做的功的“测量” 1、小车运动中会受到阻力,如何做到使橡皮筋对小车所做功等于合力所做的功? 解决方法:平衡阻力 2、探究中,我们是否需要计算出橡皮筋做功的具体数值?如何解决? 结论:不需要,利用倍数关系。 、为了达到各次实验中橡皮筋做的功成倍增加,即实现倍增,对各次实验中橡皮筋的伸 长量有什么要求?你想出了什么办法? 结论:选用同样橡皮筋,在实验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一致。每次实验中橡皮筋拉 伸的长度一定要保持相同 ●探究二:小车获得的速度的测量 1、小车在木板上做什么性质的运动? 、下图中我们选择哪一段确定小车获得的最大速度?是否一定需要测出每次加速后小车 速度的数值?
E.使用一根橡皮筋时，将小车的前端拉到 O 点，接通电源，打点计时器打点，释放小车， 小车离开木板前适时使小车制动，断开电源，取下纸带。重复本项前面的过程，选出点迹清晰 的纸带。 F.换用同样材料、粗细、长度的 2 根、3 根、…6 根橡皮筋，依照 D 项的方法，分别进行 实验。 G.以弹簧伸长量为纵轴（第一次橡皮筋做的功为纵轴的单位长度），以小车速度为横轴（第 一次小车的速度为横轴的单位长度），建立坐标系，用描点法作出图像，看看是否是正比例图 像，若不是，功与速度的哪种相关量（的变化量）是正比的，功就与速度的这种相关量（的变 化量）具有确定的函数关系。 4.数据的处理 通过探究与分析，确定 W 与 v 的关系 因为图像上的直线关系最容易判断两个物理量间的关系，所以可分别试探画出 W 与 v， W 与 v 2，W 与 v 3 ，W 与 v 简的关系图像，找出哪一组的图像是直线，从而确定功与速度之间的 关系。 ●我的疑问——请你将预习中未能解决的问题和有疑惑的问题写下来，等待课堂上与老师 和同学探究解决。 探究案 ●探究一：关于橡皮筋对小车所做的功的“测量” 1、小车运动中会受到阻力，如何做到使橡皮筋对小车所做功等于合力所做的功？ 解决方法：平衡阻力。 2、探究中，我们是否需要计算出橡皮筋做功的具体数值？如何解决？ 结论：不需要，利用倍数关系。 3、为了达到各次实验中橡皮筋做的功成倍增加，即实现倍增，对各次实验中橡皮筋的伸 长量有什么要求？你想出了什么办法？ 结论：选用同样橡皮筋，在实验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一致。每次实验中橡皮筋拉 伸的长度一定要保持相同。 ●探究二：小车获得的速度的测量 1、小车在木板上做什么性质的运动？ 2、下图中我们选择哪一段确定小车获得的最大速度？是否一定需要测出每次加速后小车 速度的数值？ . . . . . . . . A B C D E F G
结论:EF段,不需要具体数值。 探究三:数据处理,寻找W与v的关系一一图像法 处理方案:把你的可能方案写在下面空白处。 能力训练案 1.对于橡皮筋做的功来说,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实验的多少倍,使用的方法 是(C) A.用同样的力对小车做功,让小车通过的距离依次为s、2s、3s…进行第1次、第2次、 第3次……实验时力对小车做的功就是W、2W、3W、… B.让小车通过相同的距离,第1次力为F,第2次力为2F、第3次力为3F……实验时, 力对小车做的功就是W、2W、3W C.选用同样橡皮筋,在实验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一致的,当用1条、2条、3条 同样的橡皮筋进行第1次、第2次、第3次……实验时,橡皮筋对小车做的功就是W、2W、3W… D.利用弹簧秤测量对小车的拉力F,利用直尺测量小车在力作用下移动的距离s,便可以 求出每次实验中力对小车做的功,可控制为W、2W、3W 2、在做实验时,小车会因为受摩擦力而影响实验,我们可以使木板倾斜作为补偿。则下 面操作正确的是(D) A.使拖着纸带的小车由静止释放,小车不下滑即可 B.使拖着纸带的小车从静止释放,小车能匀速下滑即可 C.沿木板向下推拖着纸带的小车,放手后打点计时器在纸带上打下的点距均匀即可 D.以上说法都不对 3、橡皮筋释放后,关于小车的运动,下列说法中正确的是(C) A.一直做匀速直线运动 B.先做匀加直线运动,再做匀速直线运动 C.先做加速度减小的变加速直线运动,再做匀速直线运动 D.先做加速度增大的变加速直线运动,再做匀速直线运动 4、关于实验的原理,下列说法中正确的是(B A.拉长的橡皮筋的动能转移到小车上 B.拉长的橡皮筋的弹性势能转化为小车的动能 小车获得的速度取决于像皮筋拉长的长度 小车获得的速度取决干拉长到固定长度的橡皮筋的条数 5.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,试验装置如图所示,试验 主要过程如下
结论：EF 段，不需要具体数值。 探究三：数据处理，寻找 W 与 v 的关系――图像法 处理方案：把你的可能方案写在下面空白处。 能力训练案 1.对于橡皮筋做的功来说，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实验的多少倍，使用的方法 是（C ） A.用同样的力对小车做功，让小车通过的距离依次为 s、2s、3s……进行第 1 次、第 2 次、 第 3 次……实验时力对小车做的功就是 W、2W、3W、…… B.让小车通过相同的距离，第 1 次力为 F，第 2 次力为 2F、第 3 次力为 3F……实验时， 力对小车做的功就是 W、2W、3W…… C.选用同样橡皮筋，在实验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一致的，当用 1 条、2 条、3 条…… 同样的橡皮筋进行第 1 次、第 2 次、第 3 次……实验时，橡皮筋对小车做的功就是 W、2W、3W…… D.利用弹簧秤测量对小车的拉力 F，利用直尺测量小车在力作用下移动的距离 s，便可以 求出每次实验中力对小车做的功，可控制为 W、2W、3W…… 2、在做实验时，小车会因为受摩擦力而影响实验，我们可以使木板倾斜作为补偿。则下 面操作正确的是（D ） A.使拖着纸带的小车由静止释放，小车不下滑即可 B.使拖着纸带的小车从静止释放，小车能匀速下滑即可 C.沿木板向下推拖着纸带的小车，放手后打点计时器在纸带上打下的点距均匀即可 D.以上说法都不对 3、橡皮筋释放后，关于小车的运动，下列说法中正确的是（ C ） A.一直做匀速直线运动 B.先做匀加直线运动，再做匀速直线运动 C.先做加速度减小的变加速直线运动，再做匀速直线运动 D.先做加速度增大的变加速直线运动，再做匀速直线运动 4、关于实验的原理，下列说法中正确的是（ B ） A.拉长的橡皮筋的动能转移到小车上 B.拉长的橡皮筋的弹性势能转化为小车的动能 C.小车获得的速度取决于像皮筋拉长的长度 D.小车获得的速度取决干拉长到固定长度的橡皮筋的条数 5．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，试验装置如图所示，试验 主要过程如下：
一纸带 橡皮筋 打点计时器 (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)做出W-v草图; (4)分析W-v图像。如果W-v图像是一条直线,表明W∝v;如果不是直线,可考虑是否 存在W∝y2、W∝v3、W∝√等关系 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、ΣW、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条橡皮筋进行实验室,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 过关检测案 1.在“探究功与物体速度变化关系”的实验中,每次选取纸带后,我们应选取纸带上的哪 些点来求小车的速度() A.间距均匀的 B.间距不均匀的 间距均匀的与不均匀的都可 D.最好是间距均匀的,若纸带上没有间距均匀的,也可用间距不均匀的 【答案】选A 【详解】橡皮筋完全恢复后不再有力对小车做功,小车做匀速运动,纸带上的点间距是均 匀的,故A对,B、C错:若纸带上没有间距均匀的点,说明纸带太短,橡皮筋还没完全恢复 原状纸带已完全通过打点计时器,在这种情况下应选用更长的纸带,或者是因为没有完全平衡 摩擦力,需重新平衡摩擦力,故D错. 2.关于探究功与物体速度变化的关系的实验中,下列叙述正确的是( A.每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值 B.每次实验中,橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致 C.放小车的长木板应该尽量使其水平
（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 1 v 、 2 v 、 3 v 、…; （3）做出 W-v 草图； （4）分析 W-v 图像。如果 W-v 图像是一条直线，表明 W∝v；如果不是直线，可考虑是否 存在 W∝ 2 v 、W∝ 3 v 、W∝ v 等关系。 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 条橡皮筋进行实验室，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。 过关检测案 1.在“探究功与物体速度变化关系”的实验中，每次选取纸带后，我们应选取纸带上的哪 些点来求小车的速度( ) A.间距均匀的 B.间距不均匀的 C.间距均匀的与不均匀的都可 D.最好是间距均匀的，若纸带上没有间距均匀的，也可用间距不均匀的 【答案】选 A. 【详解】橡皮筋完全恢复后不再有力对小车做功，小车做匀速运动，纸带上的点间距是均 匀的，故 A 对，B、C 错；若纸带上没有间距均匀的点，说明纸带太短，橡皮筋还没完全恢复 原状纸带已完全通过打点计时器，在这种情况下应选用更长的纸带，或者是因为没有完全平衡 摩擦力，需重新平衡摩擦力，故 D 错. 2.关于探究功与物体速度变化的关系的实验中，下列叙述正确的是( ) A.每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值 B.每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致 C.放小车的长木板应该尽量使其水平
D.先接通电源,再让小车在橡皮筋的作用下弹出 【答案】选D. 【详解】本实验没有必要测出橡皮筋做的功到底是多少焦耳,只要测出以后每次实验时橡 皮筋做的功是第一次实验时的多少倍就已经足够了,A错:每次实验橡皮筋伸长的长度必须保 持一致,只有这样才能保证以后每次实验时,橡皮筋做的功是第一次实验时的整数倍,B错: 小车运动中会受到阻力,只有使长木板倾斜到一定程度,以平衡摩擦阻力,才能减小误差,C 错:实验时,应该先接通电源,让打点计时器开始工作,然后再让小车在橡皮筋的作用下弹出, D正确 3.某兴趣小组在做“探究做功和物体速度变化关系”的实验前,提出以下几种猜想:①W ∝v,②W∝v2,③W∝v,….他们的实验装置如图(a)所示,PQ为一块倾斜放置的木板,在Q处固 定一个速度传感器(用来测量物体每次通过Q点的速度).在刚开始实验时,有位同学提出,不 需要测出物体质量,只要测出物体从初始位置到速度传感器的距离和读出速度传感器的示数就 行了,大家经过讨论采纳了该同学的建议 速度传感器 (1)本实验中不需要测量物体质量的理由是什么? (2)让物体分别从不同高度无初速度释放,测出物体从初始位置到速度传感器的距离L1、 2、L3、L4…’读出物体每次通过速度传感器Q的速度v1、v2、v3、v4…,并绘制了如图(b) 所示的Lv图象.根据绘制出的Lv图象,若为了更直观地看出L和v的变化关系,他们下 一步应该作出() A.L-v2图象 B.L-图象 图象 √图象 (3)本实验中,木板与物体间摩擦力的大小会不会影响探究出的结果 【答案】(1)见解析(2)A(3)不会 【详解】(1)因为W=△Ek,而Wng(sin0-ucos0,4E、-=1my2 等式两边都有m,所以 探究W与v的关系可以不用测量质量皿 (2)由于题图(b)是关于“L”的图象,该图象为曲线,不便于直观地看出L和v的变化 关系,所以下一步应作出 L-v2”图象,应选A
D.先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出 【答案】选 D. 【详解】本实验没有必要测出橡皮筋做的功到底是多少焦耳，只要测出以后每次实验时橡 皮筋做的功是第一次实验时的多少倍就已经足够了，A 错；每次实验橡皮筋伸长的长度必须保 持一致，只有这样才能保证以后每次实验时，橡皮筋做的功是第一次实验时的整数倍，B 错； 小车运动中会受到阻力，只有使长木板倾斜到一定程度，以平衡摩擦阻力，才能减小误差，C 错；实验时，应该先接通电源，让打点计时器开始工作，然后再让小车在橡皮筋的作用下弹出， D 正确. 3.某兴趣小组在做“探究做功和物体速度变化关系”的实验前，提出以下几种猜想：①W ∝v,②W∝v 2,③W∝v,….他们的实验装置如图(a)所示，PQ 为一块倾斜放置的木板，在 Q 处固 定一个速度传感器(用来测量物体每次通过 Q 点的速度).在刚开始实验时，有位同学提出，不 需要测出物体质量，只要测出物体从初始位置到速度传感器的距离和读出速度传感器的示数就 行了，大家经过讨论采纳了该同学的建议. (1)本实验中不需要测量物体质量的理由是什么？ (2)让物体分别从不同高度无初速度释放，测出物体从初始位置到速度传感器的距离 L1、 L2、L3、L4…，读出物体每次通过速度传感器 Q 的速度 v1、v2、v3、v4…，并绘制了如图(b) 所示的 L -v 图象.根据绘制出的 L -v 图象，若为了更直观地看出 L 和 v 的变化关系，他们下 一步应该作出( ) A.L -v 2 图象 B. 图象 C. 图象 D. 图象 (3)本实验中，木板与物体间摩擦力的大小会不会影响探究出的结果？ 【答案】(1)见解析 (2)A (3)不会 【详解】(1)因为 W=ΔEk ,而 W=mg(sinθ-μcosθ)L, ,等式两边都有 m,所以 探究 W 与 v 的关系可以不用测量质量 m. (2)由于题图(b)是关于“L -v”的图象，该图象为曲线，不便于直观地看出 L 和 v 的变化 关系，所以下一步应作出 “L -v 2”图象，应选 A
(3)在实验中,由于物体在斜面上运动时,所受的合力是确定的,即F会=mg(sin0-cos 0),所以摩擦力的大小不会影响L和v的关系 4在“探究恒力做功与物体的动能改变量的关系”的实验中备有下列器材:A.电磁打点计 时器:B.天平;C.秒表;D.低压交流电源;E.电池;F.纸带:G.细线、砝码、小车、砝码盘 H.薄木板 (1)其中多余的器材是 ,缺少的器材是 (2)测量时间的工具是 ;测量质量的工具是 (3)如图所示是打点计时器打出的小车(质量为m)在恒力作用下做匀加速直线运动的纸带 测量数据已用字母表示在图中,打点计时器的打点周期为T.请分析:利用这些数据能否验证 动能定理?若不能,请说明理由;若能,请说岀做法,并对这种做法做岀评价. 【答案】(1)C、E毫米刻度尺 (2)电磁打点计时器天平 (3)见解析 【详解】(1)计算小车速度是利用打上点的纸带,故不需要秒表.电磁打点计时器应使用低 压交流电源,故多余的器材是C、E.测量点与点之间的距离要用毫米刻度尺,故缺少的器材是 毫米刻度尺 (2)测量时间的工具是电磁打点计时器,测量质量的工具是天平 (3)能从A到B的过程中,恒力做的功为WAB=FxAB,物体动能的变化量为 Fx 只要验证 即可 优点:A、B两点的距离较远,测量时的相对误差较小 缺点:只进行了一次测量验证,说服力不强 5.某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”,设计了如下实验,他的操作步骤是: ①连接好实验装置如图所示
(3)在实验中，由于物体在斜面上运动时，所受的合力是确定的，即 F 合=mg(sinθ-μcos θ)，所以摩擦力的大小不会影响 L 和 v 的关系. 4.在“探究恒力做功与物体的动能改变量的关系”的实验中备有下列器材：A.电磁打点计 时器；B.天平；C.秒表；D.低压交流电源；E.电池；F.纸带；G.细线、砝码、小车、砝码盘； H.薄木板. (1)其中多余的器材是______________________，缺少的器材是_____________________. (2)测量时间的工具是__________________；测量质量的工具是______________________. (3)如图所示是打点计时器打出的小车(质量为 m)在恒力作用下做匀加速直线运动的纸带. 测量数据已用字母表示在图中，打点计时器的打点周期为 T.请分析：利用这些数据能否验证 动能定理？若不能，请说明理由；若能，请说出做法，并对这种做法做出评价. 【答案】(1)C、E 毫米刻度尺 (2)电磁打点计时器 天平 (3)见解析 【详解】(1)计算小车速度是利用打上点的纸带，故不需要秒表.电磁打点计时器应使用低 压交流电源，故多余的器材是 C、E.测量点与点之间的距离要用毫米刻度尺，故缺少的器材是 毫米刻度尺. (2)测量时间的工具是电磁打点计时器，测量质量的工具是天平. (3)能.从 A 到 B 的过程中，恒力做的功为 WAB＝FxAB，物体动能的变化量为 只要验证 即可. 优点：A、B 两点的距离较远，测量时的相对误差较小； 缺点：只进行了一次测量验证，说服力不强. 5.某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是： ①连接好实验装置如图所示
小车计时器 子纸带 ②将质量为200g的小车拉到打点计时器附近,并按住小车 ③在质量为10g、30g、50g的三种钩码中,他挑选了一个质量为50g的钩码挂在拉线 的挂钩P上 ④释放小车,打开打点计时器的电源,打出一条纸带. (1)在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条.经测量、计算,得到如下数据: ①第一个点到第N个点的距离为40.0cm. ②打下第N个点时小车的速度大小为1.00m/s.该同学将钩码的重力当做小车所受的拉 力,拉力对小车做的功为J,小车动能的增量为 (2)此次实验探究结果,他没能得到“恒力对物体做的功等于物体动能的增量”,且误差 很大,显然,在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素.请你根据该同学的实验装置和操 作过程帮助他分析一下,造成较大误差的主要原因有 (至少写出两条原因) 【答案】(1)0.1960.100 (2)①小车质量没有远大于钩码质量 ②没有平衡摩擦力: ③操作错误:先放小车后开电源(任选其二) 【详解】(1)拉力F=mg=0.050×9.8N=0.49N, 拉力对小车做的功 W=F×1=0.49×0.400J=0.196J 小车动能的增量 △E=mv=×0200×1002J=100J (2)误差很大的可能原因: ①小车质量不满足远大于钩码质量 ②没有平衡摩擦力: ③先放小车后开电源,使打第一个点时,小车已有了一定的初速度 6.为了“探究外力做功与物体动能变化的关系”,査资料得知,弹簧的弹性势能 其中k是弹簧的劲度系数,ⅹ是弹簧长度的变化量.某同学就设想用压缩的弹簧推静止的小球 (质量为m)运动来探究这一问题.为了研究方便,把小球0放在水平桌面上做实验,让小球0
②将质量为 200 g 的小车拉到打点计时器附近，并按住小车. ③在质量为 10 g、30 g、50 g 的三种钩码中，他挑选了一个质量为 50 g 的钩码挂在拉线 的挂钩 P 上. ④释放小车，打开打点计时器的电源，打出一条纸带. (1)在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条.经测量、计算，得到如下数据： ①第一个点到第 N 个点的距离为 40.0 cm. ②打下第 N 个点时小车的速度大小为 1.00 m/s.该同学将钩码的重力当做小车所受的拉 力，拉力对小车做的功为____J，小车动能的增量为____J. (2)此次实验探究结果，他没能得到“恒力对物体做的功等于物体动能的增量”，且误差 很大，显然，在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素.请你根据该同学的实验装置和操 作过程帮助他分析一下，造成较大误差的主要原因有： _______________________________________.(至少写出两条原因) 【答案】(1)0.196 0.100 (2)①小车质量没有远大于钩码质量； ②没有平衡摩擦力； ③操作错误：先放小车后开电源(任选其二) 【详解】(1)拉力 F＝mg＝0.050×9.8 N＝0.49 N， 拉力对小车做的功 W＝F×l＝0.49×0.400 J＝0.196 J 小车动能的增量 (2)误差很大的可能原因： ①小车质量不满足远大于钩码质量； ②没有平衡摩擦力； ③先放小车后开电源，使打第一个点时，小车已有了一定的初速度. 6.为了“探究外力做功与物体动能变化的关系”，查资料得知，弹簧的弹性势能 ， 其中 k 是弹簧的劲度系数，x 是弹簧长度的变化量.某同学就设想用压缩的弹簧推静止的小球 (质量为 m)运动来探究这一问题.为了研究方便，把小球 O 放在水平桌面上做实验，让小球 O
在弹力作用下运动,即只有弹簧推力做功.该同学设计实验如下:首先进行如图甲所示的实验 将轻质弹簧竖直挂起来,在弹簧的另一端挂上小球0,静止时测得弹簧的伸长量为d. 弹簧原长 弹簧原长2QQ 甲 在此步骤中,目的是要确定物理量 用m、d、g表示为 接着进行如图乙所示的实验:将这根弹簧水平放在桌面上,一端固定,另一端被小球0 压缩,测得压缩量为x,释放弹簧后,小球0被推出去,从高为h的水平桌面上抛出,小球0 在空中运动的水平距离为L 小球0的初动能Ek1= 小球0的末动能Ek2= 弹簧对小球0做的功W= (用m、x、d、g表示) 对比W和Ek2-Ek1就可以得出“外力做功与物体动能变化的关系”,若在实验误差允许范 围内,外力所做的功等于物体动能的变化. 【答案】弹簧劲度系数kng 在囡甲所示的实验中,目的是确定弹簧的动度系教k,由平 衡条件得: -kd,即 mg 在图乙所示的实验中,小球的初动能E1-D. 又根据小球做平抛运动得 所以E2=元m(1√/)。mg2 弹簧对小球做的功等于弹性势能的减少, 【详解】所以W-方k2=型
在弹力作用下运动，即只有弹簧推力做功.该同学设计实验如下：首先进行如图甲所示的实验： 将轻质弹簧竖直挂起来，在弹簧的另一端挂上小球 O，静止时测得弹簧的伸长量为 d. 在此步骤中，目的是要确定物理量__________，用 m、d、g 表示为__________. 接着进行如图乙所示的实验：将这根弹簧水平放在桌面上，一端固定，另一端被小球 O 压缩，测得压缩量为 x，释放弹簧后，小球 O 被推出去，从高为 h 的水平桌面上抛出，小球 O 在空中运动的水平距离为 L. 小球 O 的初动能 Ek1=_________. 小球 O 的末动能 Ek2=_________. 弹簧对小球 O 做的功 W=___________(用 m、x、d、g 表示). 对比 W 和 Ek2-Ek1 就可以得出“外力做功与物体动能变化的关系”，若在实验误差允许范 围内，外力所做的功等于物体动能的变化. 【答案】 【详解】
7.6实验:探究功与速度变化的关系 实验报告 、实验数据 实验橡皮筋儆位移I时间间隔t匀速运动时的速度v 次数的功 (m/s) W 3 3 w 4 w 5 w 图像处理 T-千-rr 计计#千计 计计计计计计民计计计计计计上计 计计计计计计计计计计计计计[一 44-1 +++++++++-十+-+-++-平平+++++-+→ 却杆计计计+##计# TTTTTT 比计计计计计计针计计计[ +-+++++-+-+++++++-++-++ ÷-+-+-} -+++++- -4-L ++计上士士计计上士上计士士上 臣计#计计计 -计计计计计计计计计计计 ! 4-++-+-+- +-+++--+-÷--+-+---++--+-+++-÷-+-- 比打计:t上 实验结论
7.6 实验：探究功与速度变化的关系 实验报告 一、实验数据 实验 次数 橡皮筋做 的功 位移 l /m 时间间隔 t /s 匀速运动时的速度 v /(m/s) 1 Ｗ 2 ２Ｗ 3 ３Ｗ 4 ４Ｗ 5 ５Ｗ 二、图像处理 三、实验结论
学后反思:
学后反思：