第六節(jié)實(shí)驗(yàn)探究功與物體速度變化的關(guān)系第1頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一重力勢能彈性勢能重力做功彈簧彈力做功動能合外力對物體做功第2頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一

物體的動能與它的速度是密切相關(guān)速度的變化又與它的受力有關(guān)所以，我們首先來探究：

力對物體做功與物體速度變化的關(guān)系第3頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一

木板、小車、橡皮筋(若干）、打點(diǎn)計時器、電源、紙帶、釘子2枚探究的器材第4頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一探究的思路1、測量橡皮筋對小車做的功W

2、測量由于橡皮筋做功而使小車獲得的速度v

3、數(shù)據(jù)處理，尋找W與v的關(guān)系第5頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一探究的技巧1、測量橡皮筋對小車做的功W

問題a：橡皮筋對小車做的功如何測量？

F為變力，做的功很難測量。問題b：探究過程中，我們是否需要測出橡皮筋做功的具體數(shù)值？

措施：設(shè)法讓橡皮筋每次對小車做的功分別為

W、2W、3W……

問題c：每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長度有什么要求？不需要相同第6頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一探究的技巧小車在木板上運(yùn)動時會受到阻力，可以采用什么方法進(jìn)行補(bǔ)償？

使木板稍微傾斜，用重力的分力（下滑力）來平衡小車運(yùn)動過程中受到的阻力。

第7頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一2、測量由于橡皮筋做功而使小車獲得的速度v

問題：如何測量小車的速度？

利用打點(diǎn)計時器打出的紙帶

問題：紙帶上打出的點(diǎn)并不都是均勻的，應(yīng)該采用那些點(diǎn)來計算小車的速度？為什么？

取點(diǎn)跡清晰且間距均勻的部分第8頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一

例:為研究功與物體速度變化的關(guān)系，在某次實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)得到了如圖所示的一條紙帶,（1）應(yīng)選哪些點(diǎn)間距進(jìn)行測量？（2）怎樣根據(jù)測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行確定小車的速度？

........

ABCDEFG（1）選用DE段（2）V=LDE/tDE第9頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一

3、數(shù)據(jù)處理，尋找W與v的關(guān)系

問題：如何找到功與速度的關(guān)系？方法一：計算法方法二：圖像法

比較麻煩簡便直觀，可以減少偶然誤差畫W－v圖像畫W－v2圖像第10頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一結(jié)論彈簧彈力對小車做的功與速度的平方成正比注：這里的彈力就是物體受到的合外力因?yàn)樾≤噺撵o止開始運(yùn)動，初速度為零，末速度就是小車速度的變化。拓展：如果小車的初速度不為零，功與速度之間應(yīng)該有什么樣的關(guān)系？第11頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一參考實(shí)驗(yàn)步驟1、按圖裝好實(shí)驗(yàn)器材，把木板稍微傾斜，平衡阻力2、先用一條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，把橡皮筋拉長到一定的位置，理好紙帶，接通電源，釋放小車。3、換用紙帶，改用2條、3條……同樣的橡皮筋進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，保持每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉長的長度相同。4、由紙帶算出小車獲得的速度，把小車第一次獲得的功計為W，第2次，第3次……計為2W，3W……5、對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行估算，大致判斷兩個量可能的關(guān)系，然后以W為縱坐標(biāo)，v，v2（或其它）為橫坐標(biāo)作圖。第12頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一課堂練習(xí)1、本節(jié)是一個探究性實(shí)驗(yàn)，探究的目的是A、探究力與物體運(yùn)動速度的關(guān)系B、探究力與物體運(yùn)動加速度的關(guān)系C、探究力對物體做功與物體加速度變化的關(guān)系D、探究力對物體做功與物體速度變化的關(guān)系D第13頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一課堂練習(xí)2、對橡皮筋做的功來說，直接測量是有困難的，我們可以巧妙地避開這個難題而不影響問題的解決，只需要測出每次實(shí)驗(yàn)時橡皮筋對小車做的功是第一次的多少倍，使用的方法是A、用同樣的力對小車做功，讓小車通過的距離依次是s、2s、3s……進(jìn)行第1次、第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)時，力對物體做的功就是W、2W、3W……B、讓小車通過相同的距離，第1次力為F、第2次力為2F、第3次力為3F……實(shí)驗(yàn)時，力對小車做的功就是W、2W、3W……C、選用相同的橡皮筋，在實(shí)驗(yàn)中每次橡皮筋拉伸的長度保持一致，當(dāng)用1條、2條、3條……同樣的橡皮筋進(jìn)行第1次、第2次、第3次……實(shí)驗(yàn)時，橡皮筋對物體做的功就是W、2W、3W……D、利用彈簧秤測量對小車的拉力F，利用直尺測量小車在力作用下移動的距離s，便可以求出每次實(shí)驗(yàn)中力對小車做的功，可控制為W、2W、3W……C第14頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一3、在本實(shí)驗(yàn)中，小車在運(yùn)動中會受到阻力作用，這樣，在小車沿木板滑行的過程中，除橡皮筋對其做功以外，還有阻力做功，這樣便會給實(shí)驗(yàn)帶來誤差，我們在實(shí)驗(yàn)中想到的辦法是，使木板略微傾斜，對于木板的傾斜程度，下面說法正確的是A、木板只要稍微傾斜一些即可，沒有什么嚴(yán)格的要求B、木板的傾斜程度在理論上應(yīng)滿足下列條件：即重力使物體沿斜面下滑的分力應(yīng)等于小車受到的阻力C、如果小車不受拉力時在滑行的木板上能做勻速運(yùn)動，這木板的傾斜程度是符合要求的D、其實(shí)木板不傾斜，問題也不大，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)總是存在誤差的BC第15頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一

4、有一只小老鼠離開洞穴沿直線前進(jìn)，它的速度與到洞穴的距離成反比，當(dāng)它行進(jìn)到離洞穴距離為d1的甲處時速度為v1，試求：（1）老鼠行進(jìn)到離洞穴距離為d2的乙處時速度v2多大？（2）從甲處到乙處要用去多少時間？

體會圖象法在物理解題中的應(yīng)用第16頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一解析：（1）由老鼠的速度與到洞穴的距離成反比，得v2

d2=v1d1所以老