高中物理 第7章 机械能守恒定律 第6节 实验：探究功与速度变化的关系课件 新人教版必修2.ppt

成才之路 · 物理,路漫漫其修远兮 吾将上下而求索,人教版 · 必修2,机械能守恒定律,第七章,第六节 实验：探究功 与速度变化的关系,第七章,1在如图所示的装置中，释放小车，拉伸的橡皮筋对小车做功，使小车获得速度。第一次实验设橡皮筋对小车所做的功为W，后面的实验中都保持橡皮筋的拉伸长度与第一次_。橡皮筋的条数分别为原来的2倍、3倍，橡皮筋对小车所做的功分别为_W、_W,探究思路,一致,2,3,2由纸带和打点计时器分别测出小车获得的速度v1、v2、v3 3以橡皮筋对小车做的功为_坐标(以第一次实验时的功W为单位)，小车获得的速度为_坐标，作出Wv曲线。,纵,横,一条直线,v2,1小车运动中受到阻力，小车的速度在运动中是变化的。使木板倾斜，让小车不受橡皮条的拉力时_下滑，也就是_摩擦力。 2橡皮条做功完毕后，小车匀速运动，则打在纸带上的点应是_分布的，利用纸带点_和打点计时器记录的_求出速度。,操作的技巧,匀速,平衡掉,均匀,间距,时间,先对测量数据进行估计，或者作出Wv草图，大致判断两个量可能有什么关系。如果认为有可能是Wv2，就对每一个速度值算出它的二次方，然后以_为纵坐标，_为横坐标作图(不是以v为横坐标)。如果这样作出的图象是_，说明两者关系真的是Wv2,数据的处理,W,v2,一条直线,一、实验器材 木板、小车、橡皮筋(若干)、打点计时器、低压交流电源、纸带、刻度尺等。 二、实验步骤 1按实验要求安装好实验仪器。 2平衡摩擦力：将安装有打点计时器的长木板的一端垫起，纸带穿过打点计时器，不挂橡皮筋，闭合电源，轻推小车，打点计时器在纸带上打出间隔均匀的点。,3第一次先用一条橡皮筋做实验，用打点计时器和纸带测出小车获得的速度v1，设此时橡皮筋弹力对小车做功为W，并将得到的数据记入表格。 4换用2条、3条、4条同样的橡皮筋做实验，并将橡皮筋拉伸的长度都和第一次相同，测出v2、v3、v4，橡皮筋对小车做功分别为2W、3W、4W将数据记入表格。 5分析数据，尝试做Wv，Wv2等图象，探究W、v的关系。,四、误差分析 1误差来源：一是由于忘记平衡摩擦力或没有完全平衡摩擦力对实验的影响，二是橡皮筋长度、粗细不一，使得拉力及拉力的功与条数不成正比带来误差，三是纸带上所打点的间距测量也会带来误差。四是描点不准带来误差。,2减小误差的办法 (1)实验前要先平衡摩擦力。 (2)尽量选用同一规格的橡皮筋。 (3)选用间距均匀的几个间隔，测量其总长度，求得平均速度。 (4)描点时既要观察各点的位置关系，又要考虑应有的函数关系，若拉力大，小车速度大，点数少，可能使W与v呈线性关系，控制小车速度，加大纵坐标单位长度，可减小误差。,五、注意事项 1平衡摩擦力的方法：将木板一端垫高，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，找到木板的一个合适的倾角。 2测小车速度时，纸带上的点应选均匀部分的，也就是选小车做匀速运动的。 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每次释放小车时，都要让它从同一位置由静止开始运动。 5小车质量应大一些，使纸带上打的点多一些。,对实验原理及实验过程的考查,(1)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和_。,(2)实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡摩擦阻力，则下面操作正确的是_。 A放开小车，能够自由下滑即可 B放开小车，能够匀速下滑即可 C放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可 D放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可,(3)若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是_。 A橡皮筋处于原长状态 B橡皮筋仍处于伸长状态 C小车在两个铁钉的连线处 D小车已过两个铁钉的连线 (4)在正确操作情况下，打在纸带上的点，并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的_部分进行测量(根据上面所示的纸带回答，填入相应段的字母)。,解析：(1)打点计时器使用的是交流电源。 (2)平衡摩擦力的目的是让拖着纸带的小车沿木板匀速下滑，即使小车的重力沿木板向下的分力与摩擦力相抵消。 (3)因为木板水平放置，故摩擦力没有被平衡掉，当小车速度最大时，F弹Ff，故橡皮筋有弹力，处于伸长状态。 (4)求速度应按纸带中小车匀速运动时所打点的部分来求。 答案：(1)交流电源(或学生电源) (2)D (3)B (4)GK(选取匀速部分均为正确),(1)打点计时器与学生电源按图乙连接，正确的连接是_(填“A”或“B”)。,(2)关于本实验的下列要求和操作中，必须保证_； A每根橡皮筋的粗细和原长必须尽可能相同 B用天平测量小车的质量 C每次实验时小车都必须从同一个位置由静止释放 D在接通打点计时器电源的同时释放小车,(3)实验中木板略微倾斜，这样做_。 A是为了释放小车后，小车能匀加速下滑 B防止纸带上打点不清晰 C可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功 D可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动 (4)下图是某次实验得到的一段纸带，由此可算出小车获得的速度大小为_m/s。(保留两位有效数字) 答案：(1)B (2)AC (3)CD (4)0.75,实验数据处理方法,解析：通过试探与分析，确定W与v的关系：先试探画出Wv图象，大致判断一下W与v的关系，再画出其他的图象，找出哪一组的图象是直线，从而确定功与速度的最终关系。Wv图象如下图所示。,解析：v2、v3的数值如下表所示：,创新设计实验,答案：BD,