《高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 第6節(jié) 實(shí)驗(yàn)：探究功與速度變化的關(guān)系 新人教版必修2》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 第6節(jié) 實(shí)驗(yàn)：探究功與速度變化的關(guān)系 新人教版必修2（22頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第第七七章章實(shí)驗(yàn)理論實(shí)驗(yàn)理論指導(dǎo)指導(dǎo)題型一題型一第第6 6節(jié)節(jié)知能演練知能演練提升提升典題案例典題案例導(dǎo)析導(dǎo)析題型三題型三題型二題型二 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?(1)探究力對(duì)物體做的功與物體速度變化的關(guān)系。探究力對(duì)物體做的功與物體速度變化的關(guān)系。 (2)體會(huì)探究過(guò)程和所用的方法。體會(huì)探究過(guò)程和所用的方法。 二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理 讓橡皮筋拉動(dòng)小車(chē)做功使小車(chē)的速度增加，若拉小車(chē)的讓橡皮筋拉動(dòng)小車(chē)做功使小車(chē)的速度增加，若拉小車(chē)的橡皮筋的條數(shù)由橡皮筋的條數(shù)由1條變?yōu)闂l變?yōu)?條、條、3條條則橡皮筋對(duì)小車(chē)做的則橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功為功為W、2W、3W利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)量每次實(shí)驗(yàn)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶
2、測(cè)量每次實(shí)驗(yàn)后小車(chē)的速度，分析每次做的功與速度的關(guān)系，總結(jié)出功與后小車(chē)的速度，分析每次做的功與速度的關(guān)系，總結(jié)出功與速度的關(guān)系。速度的關(guān)系。 三、實(shí)驗(yàn)器材三、實(shí)驗(yàn)器材 木板、橡皮筋木板、橡皮筋(若干若干)、小車(chē)、打點(diǎn)計(jì)、小車(chē)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、低壓交流電源、紙帶、刻度尺等。時(shí)器、低壓交流電源、紙帶、刻度尺等。 四、實(shí)驗(yàn)步驟四、實(shí)驗(yàn)步驟 (1)按如圖按如圖761所示安裝好實(shí)驗(yàn)儀器。所示安裝好實(shí)驗(yàn)儀器。 (2)平衡摩擦力：將安裝有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的長(zhǎng)木板的一端墊平衡摩擦力：將安裝有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的長(zhǎng)木板的一端墊起，紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，不掛橡皮筋，閉合電源，輕推小起，紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，不掛橡皮筋，閉合電源，輕推小
3、車(chē)，使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的點(diǎn)間隔均勻。車(chē)，使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的點(diǎn)間隔均勻。圖圖7 76 61 1 (3)第一次先用一條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙第一次先用一條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出小車(chē)獲得的速度帶測(cè)出小車(chē)獲得的速度v1，設(shè)此時(shí)橡皮筋彈力對(duì)小車(chē)做功，設(shè)此時(shí)橡皮筋彈力對(duì)小車(chē)做功為為W，并將得到的數(shù)據(jù)記入表格中。，并將得到的數(shù)據(jù)記入表格中。 (4)換用換用2條、條、3條、條、4條條同樣的橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，并將同樣的橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，并將橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度都和第一次相同，測(cè)出小車(chē)獲得的速度橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度都和第一次相同，測(cè)出小車(chē)獲得的速度v2、v3、v4，橡皮筋對(duì)小車(chē)做功分別為，橡皮
4、筋對(duì)小車(chē)做功分別為2W、3W、4W將數(shù)據(jù)記入表格中。將數(shù)據(jù)記入表格中。 五、數(shù)據(jù)處理五、數(shù)據(jù)處理 (1)速度數(shù)值的獲得：實(shí)驗(yàn)獲得的是如圖速度數(shù)值的獲得：實(shí)驗(yàn)獲得的是如圖762所示的所示的紙帶，為探究橡皮筋彈力做功與小車(chē)速度的關(guān)系，需要測(cè)量紙帶，為探究橡皮筋彈力做功與小車(chē)速度的關(guān)系，需要測(cè)量的是彈力做功結(jié)束時(shí)小車(chē)的速度，即小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)的速度。的是彈力做功結(jié)束時(shí)小車(chē)的速度，即小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)的速度。所以，應(yīng)該在紙帶上測(cè)量的物理量是圖中所以，應(yīng)該在紙帶上測(cè)量的物理量是圖中 A1、A3 間的距離間的距離 x，小車(chē)速度的表達(dá)式為小車(chē)速度的表達(dá)式為 ，其中，其中 T 是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的振動(dòng)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的振動(dòng)周
5、期。即選擇相鄰距離基本相同的若干點(diǎn)來(lái)計(jì)算小車(chē)勻速時(shí)周期。即選擇相鄰距離基本相同的若干點(diǎn)來(lái)計(jì)算小車(chē)勻速時(shí)的速度。的速度。圖圖7 76 62 2WvnW2W3W4W5Wvv2v3 (3)逐一與逐一與W的一組數(shù)值對(duì)照，判斷的一組數(shù)值對(duì)照，判斷W與與 的可能關(guān)系或的可能關(guān)系或分別試探畫(huà)出分別試探畫(huà)出W與與v、W與與v2、W與與v3、W與間關(guān)系的圖像，找與間關(guān)系的圖像，找出哪一組的圖像是直線，從而確定功與速度的正確關(guān)系。出哪一組的圖像是直線，從而確定功與速度的正確關(guān)系。 六、注意事項(xiàng)六、注意事項(xiàng) (1)適度平衡小車(chē)受到的摩擦力；適度平衡小車(chē)受到的摩擦力； (2)每次實(shí)驗(yàn)小車(chē)都要從同一位置由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)；
6、每次實(shí)驗(yàn)小車(chē)都要從同一位置由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)； (3)應(yīng)選擇粗細(xì)均勻，一致性好的橡皮筋；應(yīng)選擇粗細(xì)均勻，一致性好的橡皮筋； (4)橡皮筋的拉伸長(zhǎng)度要適度；橡皮筋的拉伸長(zhǎng)度要適度； (5)使小車(chē)掛住橡皮筋的中點(diǎn)，放正小車(chē)，使小車(chē)沿木板使小車(chē)掛住橡皮筋的中點(diǎn)，放正小車(chē)，使小車(chē)沿木板的中間線運(yùn)動(dòng)。的中間線運(yùn)動(dòng)。 七、誤差分析七、誤差分析 (1)誤差的主要來(lái)源是橡皮筋的長(zhǎng)度、粗細(xì)不一，使誤差的主要來(lái)源是橡皮筋的長(zhǎng)度、粗細(xì)不一，使橡皮筋的拉力與橡皮筋的條數(shù)不成正比。橡皮筋的拉力與橡皮筋的條數(shù)不成正比。 (2)平衡摩擦力不夠或平衡過(guò)度造成誤差。平衡摩擦力不夠或平衡過(guò)度造成誤差。 (3)利用打上點(diǎn)的紙帶計(jì)算小車(chē)
7、的速度時(shí)，測(cè)量不準(zhǔn)利用打上點(diǎn)的紙帶計(jì)算小車(chē)的速度時(shí)，測(cè)量不準(zhǔn)帶來(lái)誤差。帶來(lái)誤差。 例例1關(guān)于關(guān)于“探究功與速度變化的關(guān)系探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，下列的實(shí)驗(yàn)中，下列敘述正確的是敘述正確的是 () A每次實(shí)驗(yàn)必須設(shè)法算出橡皮筋對(duì)小車(chē)做功的具體數(shù)值每次實(shí)驗(yàn)必須設(shè)法算出橡皮筋對(duì)小車(chē)做功的具體數(shù)值 B每次實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度沒(méi)有必要保持一致每次實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度沒(méi)有必要保持一致 C放小車(chē)的長(zhǎng)木板應(yīng)該盡量使其水平放小車(chē)的長(zhǎng)木板應(yīng)該盡量使其水平 D先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再讓小車(chē)在橡皮筋的作用先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再讓小車(chē)在橡皮筋的作用下彈出下彈出 解析解析本實(shí)驗(yàn)沒(méi)有必要測(cè)出橡皮筋做的
8、功到底是多少本實(shí)驗(yàn)沒(méi)有必要測(cè)出橡皮筋做的功到底是多少焦耳，只要測(cè)出以后各次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋做的功是第一次實(shí)驗(yàn)焦耳，只要測(cè)出以后各次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋做的功是第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的多少倍就已經(jīng)足夠了，時(shí)的多少倍就已經(jīng)足夠了，A錯(cuò)。每次實(shí)驗(yàn)橡皮筋拉伸的長(zhǎng)錯(cuò)。每次實(shí)驗(yàn)橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度必須保持一致，只有這樣才能保證以后各次實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮度必須保持一致，只有這樣才能保證以后各次實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋做的功是第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的整數(shù)倍，筋做的功是第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的整數(shù)倍，B錯(cuò)。小車(chē)運(yùn)動(dòng)中會(huì)受錯(cuò)。小車(chē)運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力，只有使木板傾斜到一定程度，才能減小誤差，到阻力，只有使木板傾斜到一定程度，才能減小誤差，C錯(cuò)。錯(cuò)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該先接通電源，讓打點(diǎn)
9、計(jì)時(shí)器開(kāi)始工作，然后再實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開(kāi)始工作，然后再讓小車(chē)在橡皮筋的作用下彈出，讓小車(chē)在橡皮筋的作用下彈出，D正確。正確。 答案答案D 例例2如圖如圖763所示為某學(xué)習(xí)小組做所示為某學(xué)習(xí)小組做“探究功與速探究功與速度變化的關(guān)系度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置，圖中小車(chē)是在一條橡皮筋的作的實(shí)驗(yàn)裝置，圖中小車(chē)是在一條橡皮筋的作用下彈出，沿木板滑行，這時(shí)，橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功記為用下彈出，沿木板滑行，這時(shí)，橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功記為W。當(dāng)用。當(dāng)用2條、條、3條條完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、次、第第3次次實(shí)驗(yàn)時(shí)，使每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度都保持一實(shí)驗(yàn)時(shí)，
10、使每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度都保持一致。每次實(shí)驗(yàn)中小車(chē)獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶致。每次實(shí)驗(yàn)中小車(chē)獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測(cè)出。測(cè)出。圖圖7 76 63 3 (1)在正確操作情況下，打在紙帶上的點(diǎn)，并不都是均在正確操作情況下，打在紙帶上的點(diǎn)，并不都是均勻的，為了測(cè)量小車(chē)獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的勻的，為了測(cè)量小車(chē)獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的_部分進(jìn)行測(cè)量部分進(jìn)行測(cè)量(根據(jù)如圖根據(jù)如圖764所示的紙帶回答所示的紙帶回答)；圖圖7 76 64 4物理量物理量 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)次數(shù)次數(shù)橡皮橡皮筋做功筋做功10個(gè)間個(gè)間隔距隔距x(m)10個(gè)個(gè)間間隔時(shí)間隔時(shí)間T(s)小車(chē)獲小車(chē)獲得的速度得的速度vn(m
11、/s)小車(chē)獲得小車(chē)獲得速度的平速度的平方方v(m2/s2)1W0.28800.21.442.0722W0.41760.22.094.3633W0.48960.22.455.9944W0.59040.22.958.7155W0.64800.23.2410.50(2)下面是本實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)記錄表。下面是本實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)記錄表。請(qǐng)運(yùn)用表中測(cè)定的數(shù)據(jù)在圖請(qǐng)運(yùn)用表中測(cè)定的數(shù)據(jù)在圖765所示的坐標(biāo)系中作出相應(yīng)所示的坐標(biāo)系中作出相應(yīng)的圖像，得出的結(jié)論是的圖像，得出的結(jié)論是_。圖圖7 76 65 5答案答案(1)GJ(只要取勻速部分均為正確只要取勻速部分均為正確)(2)如圖所示結(jié)論見(jiàn)解析如圖所示結(jié)論見(jiàn)解析 例例3某同
12、學(xué)在某同學(xué)在“探究功與速度變化的關(guān)系探究功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了如圖了如圖766甲所示的實(shí)驗(yàn)。將紙帶固定在重物上，讓紙帶穿甲所示的實(shí)驗(yàn)。將紙帶固定在重物上，讓紙帶穿過(guò)電火花計(jì)時(shí)器。先用手提著紙帶，使重物靜止在靠近計(jì)時(shí)器過(guò)電火花計(jì)時(shí)器。先用手提著紙帶，使重物靜止在靠近計(jì)時(shí)器的地方。然后接通電源，松開(kāi)紙帶，讓重物自由下落，計(jì)時(shí)器的地方。然后接通電源，松開(kāi)紙帶，讓重物自由下落，計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列小點(diǎn)。得到的紙帶如圖就在紙帶上打下一系列小點(diǎn)。得到的紙帶如圖766乙所示，乙所示，O點(diǎn)為計(jì)時(shí)器打下的第點(diǎn)為計(jì)時(shí)器打下的第1個(gè)點(diǎn)，該同學(xué)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了下列處理：個(gè)點(diǎn)，該同學(xué)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了下列處理：取取OAABBC，并根據(jù)紙帶算出了，并根據(jù)紙帶算出了A、B、C三點(diǎn)的速度分別三點(diǎn)的速度分別為為vA0.12 m/s，vB0.17 m/s，vC0.21 m/s。圖圖7 76 66 6根據(jù)以上數(shù)據(jù)你能否大致判斷根據(jù)以上數(shù)據(jù)你能否大致判斷Wv2?答案答案見(jiàn)解析見(jiàn)解析
高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 第6節(jié) 實(shí)驗(yàn)：探究功與速度變化的關(guān)系 新人教版必修2
