探究功与物体速度变化的关系2
5.6 探究功与物体速度变化的关系 物体的动能与它的速度是密切相关 速度的变化又与它的受力有关 所以，我们首先来探究: 力对物体做功与物体速度变化的关系 木板、小车、橡皮筋 若干)、打点 计时器、电源、纸带、钉子2枚 探 究的 思 路 1、测量橡皮筋对小车做的功W 2、测量由于橡皮筋做功而使小车获得的速度v 3、数据处理，寻找W与v的关系 探究的技巧 1、测量橡皮筋对小车做的功W 问
题
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a:橡皮筋对小车做的功如何测量, F为变力，做的功很难测量。 问题b:探究过程中，我们是否需要测出橡皮筋做功的具体数值, 措施: 设法让橡皮筋每次对小车做的功分别为W、2W、3W„„ 问题c:每次实验中
橡皮筋拉伸的长度有什么要求, 探究的技巧 小车在木板上运动时会受到阻力，可以采用什么方法进行补偿, 使木板稍微倾斜,用重力的分力(下滑力)来平衡小车运动过程中受到的阻力。 探究的技巧 2、测量由于橡皮筋做功而使小车获得的速度v 问题:如何测量小车的速度, 利用打点计时器打出的纸带 问题:纸带上打出的点
并不都是均匀的，应该采用那些点来计算小车的速度,为什么,
取点迹清晰且间距均匀的部分 例: 为研究功与物体速度变化的关系，在某次实验中某同学得到了如图所示的一条纸带, (1)应选哪些点间距进行测量, (2)
怎样根据测得的数据进行确定小车的速
度, . . . . . . . .
A B C D E F G 探究技巧 3、数据处理，寻找W与v的关系 问题:如何找到功与速度的关系, 方法一:计算法 方法二:图像法 结 论 弹簧弹力对小车做的功与速度的平方成正比 注:这里的弹力就是物体受到的合外力 因为小车从静止开始运动,初速度为零,末速度就是小车速度的变化。 拓展:如果小车的初速度不为零，功与速度之间应该有什么样的关系, 参考实验步骤 1、按图装好实验器材,把木板稍微倾斜,平衡 阻力 2、先用一条橡皮筋做实验,把橡皮筋拉长到一定的位置,理好纸带,接通电源,释放小车。 3、换用纸带，改用2条、3条„„同样的橡皮筋进行实验，保持每次实验中橡皮筋拉长的长度相同。 4 由纸带算出小车获得的速度,把小车第一次获得的功计为W,第2次,第3次„计为2W,3W „ 5、对测量数据进行估算,大致判断两个量可能的关系,然后以W为纵坐标,v,v2(或其它)为横坐标作图。 课堂练习 1、本节是一个探究性实验，探究的目的是 A、探究力与物体运动速度的关系 B、探究力与物体运动加速度的关系 C、探究力对物体做功与物体加速度变化的关系 D、探究力对物体做功与物体速度变化的关系 课堂练习 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„„进行第1次、第2次、第3次„„实验时，力对物体做的功就是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、选用相同的橡皮筋，在实验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一致，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，橡皮筋对物体做的功就是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 在本实验中,小车在运动中会受到阻力作用,这样,在小车沿木板滑行的过程中,除橡皮筋对其做功以外,还有阻力做功,这样便会给实验带来误差，我们在实验中想到的办法是,使木板略微倾斜,对于木板的倾斜程度,下面说法正确的是 A、木板只要稍微倾斜一些即可,没有什么严格的要求 B、木板的倾斜程度在理论上应满足下列条件:即重力使物体沿斜面下滑的分力应等于小车受到的阻力 C、如果小车不受拉力时在滑行的木板上能做匀速运动,这木板的倾斜程度是符合要求的 D、其实木板不倾斜，问题也不大，因为实验总是存在误差的 3、 有一只小老鼠离开洞穴沿直线前进，它的速度与到洞穴的距离成反比，当它行进到离洞穴距离为d1的甲处时速度为v1，试求: (1)老鼠行进到离洞穴距离为d2的乙处时速度v2多大, (2)从甲处到乙处要用去多少时间, 解析:(1)由老鼠的速度与到洞穴的距离成反比，得v2 d2 v1d1 所以老鼠行进到离洞穴距离为d2的乙处时速度v2 d1v1/d2 (2)由老鼠的速度与到洞穴的距离成反比，作出图象，如图所示 由图线下方的面积代表的物理意义可知，从d1到d2的“梯形面积”就等于从甲处到乙处所用的时间，易得 * * 重力势能 弹性势能 重 力 做 功 弹簧弹力做功 动 能 合外力对物体做功 探究的器材 不需要 相同 (1)选用DE段 (2)V LDE / tDE 比较麻烦 简便直观，可以减少偶然误差 画
W,v图像 画W,v2图像 D C BC 体会图象法在物理解题中的应用 *
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