2019-2020版高中物理人教版必修2课件:7.6实验:探究功与速度变化的关系 .pptx
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1、6.实验:探究功与速度变化的关系,1.会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。 2.能够利用物理图象探究功与物体速度变化的关系。,一,二,三,四,一、实验目的 1.通过实验探究力对物体做功与物体速度变化的关系。 2.体会探究过程和所用的方法。,一,二,三,四,二、实验器材 小车(前面带小钩)、100200 g的砝码、长木板(两侧适当的对称位置钉两个铁钉)、打点计时器及纸带、学生电源及导线(使用电火花计时器不用学生电源)、56条等长的橡皮筋、刻度尺。,一,二,三,四,三、实验原理:倍增法 探究恒力做功与速度变化的关系,可通过改变力对物体做的功,测出力对物体做不同的功时物体的速度。为简化实验,
2、可将物体初速度设置为零,可用如图所示的装置进行实验,通过增加橡皮筋的条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速度。最后探究力做的功与速度变化之间的关系。,一,二,四,三,四、实验步骤 1.先将木板置于水平桌面上,然后在钉有钢钉的长木板上放好实验小车。 2.先用1条橡皮筋做实验,用打点计时器和纸带测出小车的速度v1,设此时橡皮筋对小车做的功为W1,记入表格。 3.用两条橡皮筋做实验,实验中橡皮筋拉伸的长度与第一次相同,这样橡皮筋对小车做的功为W2,测出小车的速度v2,记入表格。 4.用3条、4条、橡皮筋做实验,用同样的方法测出功和速度,记入表格。 5.建立直
3、角坐标系,用纵坐标表示力对物体做的功W,用横坐标表示物体的速度v或速度的二次方v2,描点、连线,得出结论。,一,二,三,一、注意事项 1.平衡摩擦力:实验中的小车不可避免地要受到摩擦力的作用,摩擦力对小车做负功,我们研究的是橡皮筋做的功与物体速度的关系,应设法排除摩擦力的影响,可采用将木板一端垫高的方法来实现。将木板一端垫高,使重力沿斜面方向的分力与摩擦力平衡,就能消除摩擦力的影响。判断已平衡掉摩擦力的方法是轻推一下小车,观察到小车不受其他力时能在木板上做匀速运动。 2.我们用2条、3条、橡皮筋进行第2次、第3次、实验时,每次实验时橡皮筋伸长的长度都应保持一致。,一,二,三,3.实验数据处理时
4、,以橡皮筋对小车做的功W为纵坐标,小车获得的速度为横坐标,以第一次实验时的功W0为单位,作出W-v以及W-v2图象,分析图象,可以得知橡皮筋对小车做的功W与小车获得的速度的二次方v2的定量关系。 4.打点计时器打出的纸带上相邻各点的间距并不均匀,应选间距均匀的那一段纸带来计算小车的速度,因为这一段是橡皮筋对小车做功完毕时的情形。,一,二,三,二、误差分析 1.误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一,使橡皮筋的拉力与橡皮筋的条数不成正比。 2.平衡摩擦力不彻底或平衡过度也会造成误差。 3.利用打上点的纸带计算小车的速度时,测量不准带来误差。,一,二,三,三、数据处理 1.测量小车的速度:实验获得
5、如图所示的纸带,为探究橡皮筋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,应在纸带上测量的物理量是(用字母表示):A1、A2间的距离x,小车速度的表达式(用测量的物理量表示),一,二,三,2.实验数据记录:,一,二,三,类型一,类型二,类型三,【例题1】 某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化的关系”的实验,图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行,这时橡皮筋对小车做的功记为W。当用2条、3条、完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、实验时,使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致。每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。,类型一,类型二,
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