學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精§7。6《實驗:探究功與速度變化的關(guān)系》【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1。會用打點計時器打下的紙帶計算物體運動的速度;2.會利用物理圖像探究功與物體速度變化的關(guān)系；3。通過用紙帶與打點計時器來探究功與速度的關(guān)系.【知識鏈接】1、復(fù)習(xí)必修一第二章實驗“1實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”，知道怎樣通過紙帶求小車的瞬時速度的方法。2、復(fù)習(xí)必修一第四章實驗“2實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”中的參考案例二，知道怎樣平衡摩擦力及得到小車合力的方法.【學(xué)習(xí)過程】探究一：與動能相關(guān)的因素問題1、物體的動能與哪些因素有關(guān)？問題2、物體由靜止勻加速運動L距離時，物體的速度和加速度大小有什么定性關(guān)系？物體由靜止勻加速運動L距離時，物體的速度越大，則加速度。問題3、由牛頓第二定律可知，物體的加速度a由哪些因素決定?問題4、在前面，我們通過研究重力做功來尋求重力勢能的表達(dá)式，通過研究彈力做功來尋求彈簧的彈性勢能的表達(dá)式.現(xiàn)在，我們應(yīng)該通過研究物體受到的哪個力做功來尋求動能的表達(dá)式呢?探究二：實驗方案圖1由重力提供牽引力圖2由橡皮筋提供牽引力問題5、在兩種實驗方案中，如何平衡摩擦力？為什么要平衡摩擦力？問題6、如何求解小車運動到某一點時的速度大??？問題7、在圖1的方案中，假設(shè)小車質(zhì)量M，重物質(zhì)量m，小車的摩擦力已經(jīng)平衡。嘗試?yán)门ｎD第二定律求解繩子的拉力F與重物的重力mg的關(guān)系，并說明什么情況下可以近似用mg代表F。問題8、在圖1和圖2兩種方案中，如何求解和記錄牽引力對小車做的功?問題9、在圖1的實驗中，能不能只用一條紙帶來記錄拉力做功不同及對應(yīng)的速度？問題10、在圖2的實驗中，為什么每次試驗要把小車?yán)较嗤奈恢冕尫?？【例題1】實驗中,小車會受到阻力,可以使木板傾斜作為補償．則下面操作正確的是(）A．使拖著紙帶的小車由靜止釋放，小車不下滑即可B．使拖著紙帶的小車由靜止釋放,小車能下滑即可C．沿木板向下推拖著紙帶的小車，放手后打點計時器在紙帶上打下的點距均勻即可D．以上說法都不對【變式1】在“探究功與物體速度變化的關(guān)系”實驗中，某同學(xué)在一次實驗中得到了一條如圖所示的紙帶,這條紙帶上的點兩端較密，中間疏，出現(xiàn)這種情況的原兇可能是(）A．電源的頻率不穩(wěn)定B．木板傾斜程度太大C．沒有使木板傾斜或傾斜角太小D．小車受到的阻力沒有平衡掉探究三：實驗步驟安裝器材。按圖2所示安裝號實驗器材.2、平衡摩擦力。將安裝有打點計時器的長木板的一端墊起,紙帶穿過打點計時器,不掛橡皮筋，閉合電源，輕推小車,打點計時器在紙帶上打出間隔均勻的點。3、操作和記錄。第一次先用一條橡皮筋做實驗，用打點計時器和紙帶測出小車獲得的速度v1，設(shè)此時橡皮筋彈力對小車做功為W，并將得到的數(shù)據(jù)計入表格。換用2條、3條、4條、……同樣的橡皮筋做實驗，并將橡皮筋拉伸的長度都和第一次相同，測出v2、v3、v4、……，橡皮筋對小車做功分別為2W、3W、4W、……，將數(shù)據(jù)記入表格。4、分析數(shù)據(jù)。嘗試做W-v，W-v2等圖象,探究W和v的關(guān)系?！纠}2】關(guān)于“探究功與物體速度變化的關(guān)系”實驗中,下列敘述正確的是（)A．每次實驗必須設(shè)法算出橡皮筋對小車做功的具體數(shù)值B．每次實驗中,橡皮筋拉伸的長度沒有必要保持一致C．放小車的長木板應(yīng)該盡量使其水平D．先接通電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出探究四:數(shù)據(jù)處理1、計算法。根據(jù)測出的速度分別按W∝v，W∝v2,W∝v3，W∝，……算出相應(yīng)的功的值,并與實際的功進(jìn)行比較，找出功W與速度v的關(guān)系。2、圖像法。根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，分別作出W—v圖象，W-v2圖象，W-v3圖象，W-圖象，……,如果哪一種圖象更接近于過原點的傾斜直線，功與速度之間就是哪一種正比關(guān)系。橡皮筋做功n個間隔距離x（m)n個間隔時間T（s）v(m/s）v2(m2/s2)v3(m3/s3)1W22W33W44W55W知識點五：誤差分析1、由于忘記平衡摩擦力或沒有完全平衡摩擦力對實驗的影響。2、橡皮筋長度、粗細(xì)不一，使得拉力及拉力的功與條數(shù)不成正比帶來的誤差.3、紙帶上所打點的間距測量也會帶來誤差。4、作圖描點帶來的誤差?！井?dāng)堂檢測】（溫馨提示:選擇題有一個或多個選項正確）1、如圖所示，是某研究性學(xué)習(xí)小組做探究“功和物體速度變化的關(guān)系"的實驗,圖中是小車在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行的情形，這時，橡皮筋對小車做的功記為W。當(dāng)我們用2條、3條……完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次……實驗時,每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放。小車每次實驗中獲得的速度由打點計時器所打的紙帶測出。（1）除了圖中的已給出的實驗器材外,還需要的器材有；（填“秒表”、“天平”或“刻度尺”)（2）實驗時為了使小車只在橡皮筋作用下運動，應(yīng)采取的措施是；（3）每次實驗得到的紙帶上的點并不都是均勻的，為了測量小車獲得的末速度，應(yīng)選用下圖所示紙帶的部分進(jìn)行測量；(4）下面是本實驗的數(shù)據(jù)記錄表，請將第2次、第3次……實驗中橡皮筋做的功填寫在對應(yīng)的位置；(5）從理論上講，橡皮筋做的功Wn和物體速度vn變化的關(guān)系應(yīng)是：Wn∝。請你運用數(shù)據(jù)表中測定的數(shù)據(jù)在下圖所示的坐標(biāo)系中作出相應(yīng)的圖象驗證理論的正確性；以下各物理量單位均是國際基本單位.橡皮筋做的功10個間隔的距離x/m10個間隔的時間t/s小車獲得的速度vn小車速度的平方vn21W0。2000。220。2800.230.3000.240。4000。250.4500.22、某實驗小組采用如圖所示的裝置探究“做功與物體速度變化的關(guān)系”，圖中小車可放置砝碼．實驗中，小車碰到制動裝置時，鉤碼未到達(dá)地面，打點計時器工作頻率為50Hz。如圖所