实验研究合外力做功和动能变化的关系_精品文档.pptx
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研究合外力做功和动能变化的关系研究合外力做功和动能变化的关系学习目标定位学习目标定位通过实验探究合外力对物体做功与物体动能变化的关系通过实验探究合外力对物体做功与物体动能变化的关系通过实验探究合外力对物体做功与物体动能变化的关系通过实验探究合外力对物体做功与物体动能变化的关系学习利用图像法研究功与物体动能变化的关系学习利用图像法研究功与物体动能变化的关系学习利用图像法研究功与物体动能变化的关系学习利用图像法研究功与物体动能变化的关系动能定理:
动能定理:
1、如何才能方便地求出合外力做功?
、如何才能方便地求出合外力做功?
2、如何才能求出初、末状态的动能?
、如何才能求出初、末状态的动能?
两个必需解决的问题:
两个必需解决的问题:
方案一、方案一、绳子的拉力在特定情况下是一个恒力。
绳子的拉力在特定情况下是一个恒力。
问问2、如何测出绳子对小车的拉力?
、如何测出绳子对小车的拉力?
(1)将拉力传感器安装在绳与小车之间测出力)将拉力传感器安装在绳与小车之间测出力
(2)若钩码质量远小于小车质量,则钩码重力)若钩码质量远小于小车质量,则钩码重力近似等于绳子对小车的拉力。
近似等于绳子对小车的拉力。
问问1、如何保证绳子对小车的拉力等于小车所受合力?
、如何保证绳子对小车的拉力等于小车所受合力?
平衡摩擦力平衡摩擦力问问4、如何测出小车在研究点时刻的速度?
、如何测出小车在研究点时刻的速度?
(1)速度传感器)速度传感器
(2)光电门)光电门(3)纸带上计算)纸带上计算问问3、如何测出小车的位移?
、如何测出小车的位移?
纸带上研究的两个点之间的距离纸带上研究的两个点之间的距离问问5、以从、以从B点到点到E点为例,拉力做功与小车动能变化分点为例,拉力做功与小车动能变化分别怎么表示?
别怎么表示?
其中其中M表示小车质量,表示小车质量,m表示钩码质量。
表示钩码质量。
问问6、理论情况下,、理论情况下,W与与Ek是什么关系,实际情况下是什么关系,实际情况下又是什么关系?
又是什么关系?
理想情况,理想情况,W与与Ek相等;实际情况,相等;实际情况,W比比Ek略大。
略大。
对小车:
问问7、若实验时不满足、若实验时不满足mM,则需要验证什么关系式?
,则需要验证什么关系式?
小车从静止出发达到速度为小车从静止出发达到速度为v:
则理论情况为:
则理论情况为:
改改改改变变变变钩钩钩钩码码码码的的的的质质质质量量量量或或或或者者者者改改改改变变变变小小小小车车车车运运运运动动动动的的的的,也也也也就就就就改改改改变变变变了了了了牵牵牵牵引引引引力力力力做做做做的的的的功功功功,从从从从而而而而探探探探究究究究牵牵牵牵引引引引力力力力做做做做的的的的功功功功与与与与小小小小车车车车获获获获得得得得的速度间的关系的速度间的关系的速度间的关系的速度间的关系.一、原理一、原理一、原理一、原理由由由由钩钩钩钩码码码码通通通通过过过过滑滑滑滑轮轮轮轮牵牵牵牵引引引引小小小小车车车车,当当当当小小小小车车车车的的的的质质质质量量量量比比比比钩钩钩钩码码码码大大大大得得得得多时,可以把钩码所受的多时,可以把钩码所受的多时,可以把钩码所受的多时,可以把钩码所受的当作小车受到的牵引力当作小车受到的牵引力当作小车受到的牵引力当作小车受到的牵引力重力重力重力重力距离距离距离距离实验步骤实验步骤1.1.如图所示,把纸带的一端固定在小车后面,另一端穿过打点计时器,改如图所示,把纸带的一端固定在小车后面,另一端穿过打点计时器,改如图所示,把纸带的一端固定在小车后面,另一端穿过打点计时器,改如图所示,把纸带的一端固定在小车后面,另一端穿过打点计时器,改变木板的倾角,让小车重力的一个分力平衡小车及纸带受到的摩擦力,变木板的倾角,让小车重力的一个分力平衡小车及纸带受到的摩擦力,变木板的倾角,让小车重力的一个分力平衡小车及纸带受到的摩擦力,变木板的倾角,让小车重力的一个分力平衡小车及纸带受到的摩擦力,使小车能做使小车能做使小车能做使小车能做匀速运动匀速运动匀速运动匀速运动这里垫高这里垫高不挂重物不挂重物22把细线系在小车上并绕过定滑轮,悬挂小盘,在小盘里放入适量砝码,把细线系在小车上并绕过定滑轮,悬挂小盘,在小盘里放入适量砝码,把细线系在小车上并绕过定滑轮,悬挂小盘,在小盘里放入适量砝码,把细线系在小车上并绕过定滑轮,悬挂小盘,在小盘里放入适量砝码,使小车的质量使小车的质量使小车的质量使小车的质量远大于远大于远大于远大于砝码和小盘的总质量,小车在细线的拉力作用下砝码和小盘的总质量,小车在细线的拉力作用下砝码和小盘的总质量,小车在细线的拉力作用下砝码和小盘的总质量,小车在细线的拉力作用下做匀加速运动由于做匀加速运动由于做匀加速运动由于做匀加速运动由于砝码和小盘质量很小砝码和小盘质量很小砝码和小盘质量很小砝码和小盘质量很小,可认为小车所受,可认为小车所受,可认为小车所受,可认为小车所受拉力拉力拉力拉力FF的大的大的大的大小小小小等于等于等于等于砝码和小盘所受砝码和小盘所受砝码和小盘所受砝码和小盘所受重力的大小重力的大小重力的大小重力的大小33接通电源,放开小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上接通电源,放开小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上接通电源,放开小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上接通电源,放开小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一系列点打下一系列点打下一系列点打下一系列点44改变改变改变改变砝码和小盘的质量砝码和小盘的质量砝码和小盘的质量砝码和小盘的质量,重复以上实验重复以上实验重复以上实验重复以上实验数据处理数据处理数据处理数据处理1小车速度及外力做功的确定小车速度及外力做功的确定通通通通过过过过实实实实验验验验获获获获得得得得打打打打点点点点的的的的纸纸纸纸带带带带,利利利利用用用用“匀匀匀匀变变变变速速速速直直直直线线线线运运运运动动动动中中中中,某某某某段段段段时时时时间间间间内内内内的的的的平平平平均均均均速速速速度度度度等等等等于于于于该该该该段段段段时时时时间间间间中中中中间间间间时时时时刻刻刻刻的的的的瞬瞬瞬瞬时时时时速速速速度度度度”这这这这一一一一结结结结论论论论计计计计算算算算纸纸纸纸带带带带上上上上选选选选定定定定的的的的点点点点的的的的速速速速度度度度,测测测测出出出出小小小小车车车车在在在在某某某某段段段段时时时时间间间间内内内内的的的的位位位位移移移移,然然然然后后后后乘乘乘乘以以以以重重重重物物物物的的的的重重重重力力力力,即即即即得得得得外外外外力力力力在在在在该该该该段段段段时时时时间间间间内对小车做的功内对小车做的功内对小车做的功内对小车做的功2实验数据处理实验数据处理编号编号数据数据物理量物理量123456速度速度v2/(m2s2)动能动能Mv2/J合外力做功合外力做功W/J返回返回砝砝砝砝码码码码和和和和砝砝砝砝码码码码盘盘盘盘的的的的质质质质量量量量mm、小小小小车质量车质量车质量车质量MM是否是否是否是否必须测出必须测出必须测出必须测出?
看实验目的和数据处理方法!
看实验目的和数据处理方法!
看实验目的和数据处理方法!
看实验目的和数据处理方法!
注意事项注意事项1.1.平平平平衡衡衡衡摩摩摩摩擦擦擦擦力力力力时时时时,不不不不挂挂挂挂重重重重物物物物,轻轻轻轻推推推推小小小小车车车车后后后后,小小小小车车车车能能能能做做做做匀速直线匀速直线匀速直线匀速直线运动运动运动运动2.2.计计计计算算算算牵牵牵牵引引引引力力力力做做做做功功功功时时时时,可可可可以以以以不不不不必必必必算算算算出出出出具具具具体体体体数数数数值值值值,只只只只用位移用位移用位移用位移的数值的数值的数值的数值与符号与符号与符号与符号GG的乘积的乘积的乘积的乘积表示即可表示即可表示即可表示即可返回返回木板、小车、橡皮筋木板、小车、橡皮筋木板、小车、橡皮筋木板、小车、橡皮筋(若干)、打点计时器、若干)、打点计时器、若干)、打点计时器、若干)、打点计时器、交流交流交流交流电源、纸带、电源、纸带、电源、纸带、电源、纸带、钉子钉子钉子钉子22枚枚枚枚橡皮筋模型橡皮筋模型:
(11)实验器材:
)实验器材:
按图装好实验器材按图装好实验器材按图装好实验器材按图装好实验器材,把木板把木板把木板把木板稍稍稍稍微倾斜微倾斜微倾斜微倾斜,平衡阻力平衡阻力平衡阻力平衡阻力。
先用一条橡皮筋做实验先用一条橡皮筋做实验先用一条橡皮筋做实验先用一条橡皮筋做实验,把把把把橡皮筋橡皮筋橡皮筋橡皮筋拉长到一定的位置拉长到一定的位置拉长到一定的位置拉长到一定的位置,理好纸带理好纸带理好纸带理好纸带,先先先先接通电源接通电源接通电源接通电源,后后后后释放小车。
释放小车。
释放小车。
释放小车。
换用纸带,改用换用纸带,改用换用纸带,改用换用纸带,改用22条、条、条、条、33条条条条同样的同样的同样的同样的橡皮筋进行实验,橡皮筋进行实验,橡皮筋进行实验,橡皮筋进行实验,保持保持保持保持每次实验中橡皮筋每次实验中橡皮筋每次实验中橡皮筋每次实验中橡皮筋拉长的长度相同拉长的长度相同拉长的长度相同拉长的长度相同。
由纸带算出小车获得的速度由纸带算出小车获得的速度由纸带算出小车获得的速度由纸带算出小车获得的速度,把小车第一次获得的功计为把小车第一次获得的功计为把小车第一次获得的功计为把小车第一次获得的功计为W,W,第第第第22次次次次,第第第第33次次次次计为计为计为计为2W,3W2W,3W对测量数据进行估算对测量数据进行估算对测量数据进行估算对测量数据进行估算,大致判断两个量可能的关系大致判断两个量可能的关系大致判断两个量可能的关系大致判断两个量可能的关系.以以以以WW为纵坐标为纵坐标为纵坐标为纵坐标,v,v或或或或vv22为横坐标作图。
为横坐标作图。
为横坐标作图。
为横坐标作图。
(22)实验步骤)实验步骤如何消除小车运动过程中如何消除小车运动过程中如何消除小车运动过程中如何消除小车运动过程中受到的阻力的影响?
受到的阻力的影响?
受到的阻力的影响?
受到的阻力的影响?
使木板稍微倾斜,用重力的使木板稍微倾斜,用重力的使木板稍微倾斜,用重力的使木板稍微倾斜,用重力的分力(下滑力)来平衡小车分力(下滑力)来平衡小车分力(下滑力)来平衡小车分力(下滑力)来平衡小车运动过程中受到的阻力运动过程中受到的阻力运动过程中受到的阻力运动过程中受到的阻力yyGGNNff(33)注意事项:
)注意事项:
平衡摩擦力平衡摩擦力平衡摩擦力平衡摩擦力测量橡皮筋对小车做的功测量橡皮筋对小车做的功测量橡皮筋对小车做的功测量橡皮筋对小车做的功WW把同样的橡皮筋并在一起进行多次实验时,使每次实验中橡皮把同样的橡皮筋并在一起进行多次实验时,使每次实验中橡皮把同样的橡皮筋并在一起进行多次实验时,使每次实验中橡皮把同样的橡皮筋并在一起进行多次实验时,使每次实验中橡皮筋拉伸的长度都保持一致筋拉伸的长度都保持一致筋拉伸的长度都保持一致筋拉伸的长度都保持一致.如果把第一次做的功记为如果把第一次做的功记为如果把第一次做的功记为如果把第一次做的功记为WW,以后各次的功就是,以后各次的功就是,以后各次的功就是,以后各次的功就是2W2W、3W3W(33)注意事项:
)注意事项:
纸带上的点距纸带上的点距纸带上的点距纸带上的点距并不都是均匀并不都是均匀并不都是均匀并不都是均匀的,如何选取的,如何选取的,如何选取的,如何选取?
小车的运动情况:
加速小车的运动情况:
加速小车的运动情况:
加速小车的运动情况:
加速匀速匀速匀速匀速应该求小车做匀速运动阶段的速度(应该求小车做匀速运动阶段的速度(应该求小车做匀速运动阶段的速度(应该求小车做匀速运动阶段的速度(DHDH段)段)段)段)测量由于橡皮筋做功而使小车获得的速度测量由于橡皮筋做功而使小车获得的速度测量由于橡皮筋做功而使小车获得的速度测量由于橡皮筋做功而使小车获得的速度vv(33)注意事项:
)注意事项:
实验次数实验次数1122334455橡皮筋个数橡皮筋个数(根根)112
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