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高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 第六節(jié) 探究功與速度變化的關(guān)系課件 新人教版必修2

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1、1 1、會(huì)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶計(jì)算物體會(huì)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)的速度運(yùn)動(dòng)的速度,學(xué)習(xí)利用物理圖象研究功與學(xué)習(xí)利用物理圖象研究功與物體速度變化的關(guān)系物體速度變化的關(guān)系。2 2、通過(guò)紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來(lái)探究功與速通過(guò)紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來(lái)探究功與速度的關(guān)系,體驗(yàn)探究過(guò)程和物理學(xué)的研究度的關(guān)系,體驗(yàn)探究過(guò)程和物理學(xué)的研究方法方法。第六節(jié)第六節(jié) 實(shí)驗(yàn):探究功與速度變化實(shí)驗(yàn):探究功與速度變化的關(guān)系的關(guān)系彈性勢(shì)能彈性勢(shì)能重力勢(shì)能重力勢(shì)能動(dòng)能動(dòng)能重力做功重力做功彈力做功彈力做功外力做功外力做功速度速度W WG GE EP1P1E EP2P2W WF FE EP1P1E EP2P2復(fù)習(xí)引入:復(fù)習(xí)引入:

2、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)探究橡皮筋對(duì)小車(chē)做功與小通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究橡皮筋對(duì)小車(chē)做功與小車(chē)速度的關(guān)系車(chē)速度的關(guān)系實(shí)驗(yàn)器材:實(shí)驗(yàn)器材:橡皮筋、小車(chē)、木板、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、橡皮筋、小車(chē)、木板、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、鐵釘?shù)辱F釘?shù)认鹌そ钕鹌そ钚≤?chē)小車(chē)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶紙帶木板木板鐵釘鐵釘思考思考:小車(chē)在木板上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,哪一階段橡皮小車(chē)在木板上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,哪一階段橡皮筋對(duì)小車(chē)做功?筋對(duì)小車(chē)做功?橡皮筋對(duì)小車(chē)橡皮筋對(duì)小車(chē)?yán)ψ龅墓δ芾ψ龅墓δ芊裰苯訙y(cè)量?否直接測(cè)量?橡皮筋的彈力是變力,且橡皮筋的彈力是變力,且彈力與伸長(zhǎng)量的關(guān)系也不彈力與伸長(zhǎng)量的關(guān)系也不嚴(yán)格遵守胡克定律嚴(yán)格遵守胡克定律 ,不,不容易計(jì)算。容易計(jì)

3、算。? ? ? ?C B A橡皮筋被拉伸橡皮筋被拉伸直到恢復(fù)原長(zhǎng)直到恢復(fù)原長(zhǎng)的過(guò)程中的過(guò)程中怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)才怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)才能解決這一問(wèn)題能解決這一問(wèn)題? ?解決方案解決方案: :第一次用第一次用一條一條橡皮筋拉小車(chē)橡皮筋拉小車(chē)第二次用第二次用兩條兩條完全相同的橡完全相同的橡皮筋并聯(lián)起來(lái)栓到小車(chē)上拉皮筋并聯(lián)起來(lái)栓到小車(chē)上拉小車(chē),且使每條橡皮筋的伸小車(chē),且使每條橡皮筋的伸長(zhǎng)都長(zhǎng)都和第一次的伸長(zhǎng)量一樣和第一次的伸長(zhǎng)量一樣做功做功W W做功做功2W2W依次類(lèi)推,并聯(lián)依次類(lèi)推,并聯(lián)三條三條、四條四條橡皮筋,且橡皮筋,且拉伸的長(zhǎng)度都一樣,做的功為拉伸的長(zhǎng)度都一樣,做的功為3W3W、4W 4W 思考:思考:小

4、車(chē)在木板上做什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)?小車(chē)在木板上做什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)?先加速后勻速再減速先加速后勻速再減速我們要取的速度是哪個(gè)階段的速度?這個(gè)我們要取的速度是哪個(gè)階段的速度?這個(gè)速度該如何測(cè)量?速度該如何測(cè)量?橡皮筋恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)的速度。利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)橡皮筋恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)的速度。利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,用橡皮筋恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)的一段位移與所器,用橡皮筋恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)的一段位移與所用時(shí)間的比值近似計(jì)算該點(diǎn)的用時(shí)間的比值近似計(jì)算該點(diǎn)的瞬時(shí)速度瞬時(shí)速度。如何使拉力做的功等于合力做的功?即如何如何使拉力做的功等于合力做的功?即如何抵消摩擦力。抵消摩擦力。橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功是合力做的功嗎?橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功是合力做的功嗎?把木板的一端墊把木板

5、的一端墊高,使重力沿斜高,使重力沿斜面向下的力與摩面向下的力與摩擦力擦力平衡平衡F阻阻FGF阻阻FN還有摩擦力還有摩擦力做功做功FF2F12 2、將橡皮筋固定、將橡皮筋固定在小車(chē)前端。拉長(zhǎng)在小車(chē)前端。拉長(zhǎng)橡皮筋使小車(chē)位于橡皮筋使小車(chē)位于靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處,處,記下記下小車(chē)位置小車(chē)位置。接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源,釋放小車(chē)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源,釋放小車(chē)。1 1、將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在一塊平板上,讓紙、將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在一塊平板上,讓紙帶的一端夾在小車(chē)后端,另一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)帶的一端夾在小車(chē)后端,另一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。將平板安時(shí)器。將平板安裝有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端適當(dāng)裝有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端適當(dāng)墊高墊高,調(diào)整

6、高度,直至輕推小車(chē)后使小車(chē),調(diào)整高度,直至輕推小車(chē)后使小車(chē)恰恰能能在板上在板上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)為止。為止。實(shí)驗(yàn)過(guò)程:實(shí)驗(yàn)過(guò)程:? ? ?C B A3 3、用、用2 2 條、條、3 3 條、條、4 4 條、條、5 5 條橡皮筋分條橡皮筋分別代替別代替1 1 條橡皮筋重做實(shí)驗(yàn),保證條橡皮筋重做實(shí)驗(yàn),保證每次釋每次釋放小車(chē)的位置相同放小車(chē)的位置相同,即橡皮筋被拉長(zhǎng)的長(zhǎng),即橡皮筋被拉長(zhǎng)的長(zhǎng)度相同。度相同。實(shí)驗(yàn)過(guò)程:實(shí)驗(yàn)過(guò)程:? ? ?C B A4 4、在上述實(shí)驗(yàn)中打出的、在上述實(shí)驗(yàn)中打出的5 5 條紙帶中,分條紙帶中,分別找出小車(chē)開(kāi)始別找出小車(chē)開(kāi)始近似做勻速運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)近似做勻速運(yùn)動(dòng)的點(diǎn),并,

7、并分別測(cè)出勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度分別測(cè)出勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度v v1 1 、v v2 2 、v v3 3 、v v4 4 、v v5 5 。數(shù)據(jù)記錄:數(shù)據(jù)記錄:實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)次數(shù)次數(shù)橡皮筋橡皮筋做的功做的功位移位移l /ml /m時(shí)間間隔時(shí)間間隔t /st /s勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度度v /(m/s)v /(m/s)1 12 23 34 45 54W4WW W2W2W3W3W5W5W. . . . . . . . . . 彈力做功剛完畢時(shí)彈力做功剛完畢時(shí)小車(chē)的速度小車(chē)的速度用什么方法處理用什么方法處理數(shù)據(jù)比較直觀數(shù)據(jù)比較直觀? ?圖象法處理數(shù)據(jù)圖象法處理數(shù)據(jù)做做W W - -v v 圖圖若為曲線(xiàn)若為曲

8、線(xiàn)若為直線(xiàn),則若為直線(xiàn),則W W與與v v成正比成正比做做W W- -v v2 2圖圖若為曲線(xiàn)若為曲線(xiàn)若為直線(xiàn),則若為直線(xiàn),則W W與與v v2 2成正比成正比做做W W- -v v3 3圖圖為什么不做為什么不做 W- W- 圖圖? ?V1數(shù)據(jù)處理:數(shù)據(jù)處理:W Wv /(m/s)v /(m/s)1 12 23 34 45 56 60.800.80 1.10 1.10 1.28 1.281.531.53 1.76 1.761.891.89W W- -v v圖圖0 00 0為什么圖象會(huì)通過(guò)原點(diǎn)為什么圖象會(huì)通過(guò)原點(diǎn)? ?W W- -v v2 2圖圖W W v v2 2/(m/(m2 2ss -2 -2) )0 00 01 10.64 0.64 2 21.211.213 31.641.644 42.342.345 53.103.106 63.573.57表明表明W W與與 v v2 2 成正比成正比數(shù)據(jù)處理:數(shù)據(jù)處理:1 1、橡皮筋的選擇橡皮筋的選擇2 2、平衡摩擦力平衡摩擦力 3 3、誤差分析誤差分析4 4、橡皮筋的條數(shù)橡皮筋的條數(shù)5 5、實(shí)驗(yàn)裝置的選取實(shí)驗(yàn)裝置的選取 注意事項(xiàng):注意事項(xiàng):

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