7.6 實(shí)驗(yàn)：探究功與速度變化的關(guān)系 學(xué)案（人教版必修2）


1．物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能稱為_(kāi)_______，動(dòng)能的大小與速度的大小有關(guān)，速度越大，
動(dòng)能________；通過(guò)做功能夠改變物體的動(dòng)能，因此，對(duì)物體做功也就意味著物體的速
度發(fā)生________．
2．探究功與速度變化關(guān)系的思路：(1)使平板上的小車在力的作用下從________開(kāi)始運(yùn)
動(dòng)，測(cè)量力的大小及小車______________________________，可以計(jì)算力做的功，改變
力的大小或小車運(yùn)動(dòng)的距離，也就改變了____________________．
(2)小車的速度可以由____________和紙帶測(cè)出．
(3)以________為縱坐標(biāo)，以__________為橫坐標(biāo)，作出圖線，由圖線特征了解兩者的定
量關(guān)系．
3．操作技巧：(1)平衡摩擦力．如果紙帶上打出的點(diǎn)距是______的，說(shuō)明紙帶的運(yùn)動(dòng)是
勻速的，小車重力沿斜面方向的分力就剛好平衡了小車所受的摩擦力．
(2)選擇紙帶．對(duì)紙帶上的點(diǎn)進(jìn)行分析，選擇相鄰距離基本________的若干個(gè)點(diǎn)作為小車
勻速運(yùn)動(dòng)階段的點(diǎn)，用這些點(diǎn)計(jì)算小車的速度．
4．?dāng)?shù)據(jù)處理：根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)，分別作出W－v圖線、W－1v圖線、W－v2圖線、
W－v3圖線…….如果哪一種圖線更接近于過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，功與速度的某相關(guān)量之間
可能就是一種________關(guān)系．

【概念規(guī)律練】

知識(shí)點(diǎn)一　實(shí)驗(yàn)原理

1．在本實(shí)驗(yàn)中，我們并不需要測(cè)出橡皮筋做的功到底是多少，只需測(cè)出以后各次實(shí)驗(yàn)時(shí)
橡皮筋對(duì)小車做的功是第一次實(shí)驗(yàn)的多少倍，使用的方法是(　　)
A．用同樣的力對(duì)小車作用，讓小車通過(guò)的距離為s、2s、3s…進(jìn)行第1次，第2次，第
3次…實(shí)驗(yàn)時(shí)，力對(duì)小車做的功就是W、2W、3W…
B．讓小車通過(guò)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(shí)，
力對(duì)小車做的功就是W、2W、3W…
C．選用同樣的橡皮筋，在實(shí)驗(yàn)中每次橡皮筋拉伸的長(zhǎng)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(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功就是W、
2W、3W…
D．利用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量對(duì)小車的拉力F，利用直尺測(cè)量小車在力的作用下移動(dòng)的距離s，
便可求出每次實(shí)驗(yàn)中力對(duì)小車做的功，可控制為W、2W、3W…
2．關(guān)于探究功與物體速度變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，下列敘述正確的是(　　)
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
C．放小車的長(zhǎng)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
知識(shí)點(diǎn)二　實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)
3．實(shí)驗(yàn)時(shí)小車在運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力作用．在小車沿長(zhǎng)木板滑行的過(guò)程中，除橡皮筋對(duì)其
做功外，還有阻力做功，這樣便會(huì)給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)誤差，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中想到的辦法是使長(zhǎng)木
板略為傾斜．對(duì)于長(zhǎng)木板的傾斜程度，下列說(shuō)法正確的是(　　)
①木板只要稍微傾斜一下即可，沒(méi)有什么嚴(yán)格要求　②木板的傾斜角度在理論上應(yīng)滿足
以下條件，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�、廴绻�小車在傾斜
的木板上做勻速運(yùn)動(dòng)，則木板的傾斜程度是符合要求的�、芷鋵�(shí)木板不傾斜，問(wèn)題也不
大，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)總是存在誤差的
A．①② B．②③ C．③④ D．①④

【方法技巧練】

一、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法
4．某同學(xué)在探究功與物體速度變化的關(guān)系時(shí)得到了W與v的幾組數(shù)據(jù)，請(qǐng)你對(duì)這些數(shù)
據(jù)進(jìn)行處理，并確定W與v之間的關(guān)系(W1為物體速度由0.00變化到0.80 m/s時(shí)所做的
功).
W/W10.001.002.003.004.005.006.00
v/(m/s)0.000.801.101.281.531.761.89
v2/(m2/s2)0.000.641.211.642.343.103.57


二、用其他方法探究功與速度變化的關(guān)系
5．質(zhì)量為1 kg的重物自由下落，通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄運(yùn)動(dòng)過(guò)程，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
所接電源為6 V、50 Hz的交流電源，如圖1所示，紙帶上O點(diǎn)為重物自由下落時(shí)紙帶打
點(diǎn)的起點(diǎn)，選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F、G依次間隔一個(gè)點(diǎn)(圖中未畫(huà)出)，各計(jì)
數(shù)點(diǎn)與O點(diǎn)之間的距離依次為31.4、70.6、125.4、195.9、282.1、383.8、501.2，單位為
mm.則：

圖1
(1)求出B、C、D、E、F各點(diǎn)速度并填入下表；

計(jì)數(shù)點(diǎn)BCDEF
速度(m?s－1)

(2)求出物體下落時(shí)從O點(diǎn)到圖中各點(diǎn)過(guò)程中重力所做的功，并填入下表；

計(jì)數(shù)點(diǎn)BCDEF
功(J)

(3)適當(dāng)選擇坐標(biāo)軸，在圖2中作出物體重力做的功與物體速度之間的關(guān)系圖象．圖中
縱坐標(biāo)表示____________，橫坐標(biāo)表示____________，由圖可得重力所做的功與
__________成________關(guān)系．


參考答案
課前預(yù)習(xí)練
1．動(dòng)能　越大　變化
2．(1)靜止　在力的作用下運(yùn)動(dòng)的距離　力對(duì)小車做的功的大小　(2)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器　(3)功W　速度v
3．(1)均勻　(2)相同
4．正比
課堂探究練
1．C　[實(shí)驗(yàn)中每次橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度保持一致，就可以保證每根橡皮筋所產(chǎn)生的拉力相等，且每次實(shí)驗(yàn)時(shí)小車在力的方向上發(fā)生的位移相等，C正確．]
2．D　[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)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)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，B錯(cuò)；小車運(yùn)動(dòng)中受到阻力，只有使木板傾斜到一定程度，才能減小誤差，C錯(cuò)；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，然后再讓小車在橡皮筋的作用下彈出，D正確．]
3．B　[由動(dòng)力學(xué)知識(shí)可以知道，要平衡摩擦力，就應(yīng)使物體的重力沿斜面向下的分力等于物體受到的阻力，使小車能夠勻速運(yùn)動(dòng)．]
4．見(jiàn)解析
解析　以W為縱坐標(biāo)，v為橫坐標(biāo)，作出W－v圖線(如圖甲)．以W為縱坐標(biāo)，v2為橫坐標(biāo)，作出W－v2圖線(如圖乙)．由圖象可看出：W∝v2.

方法總結(jié)　用圖象分析兩個(gè)物理量間的關(guān)系很直觀，也很清晰，通過(guò)圖線的形狀確定W和v以及W和v2的關(guān)系．
5．(1)1.18　1.57　1.96　2.35　2.74
(2)0.69　1.23　1.92　2.76　3.76
(3)如圖所示

重力做的功WG　物體速度的平方v2　物體速度的平方v2　正比
解析　(1)各點(diǎn)速度由公式v＝v＝ΔxΔt，求出
vB＝ACΔt＝(125.4－31.4)×10－34×0.02 m/s≈1.18 m/s
同理vC≈1.57 m/s，vD≈1.96 m/s，vE≈2.35 m/s，vF≈2.74 m/s
(2)重力做的功由W＝mgΔx求出
WB＝mgOB＝1×9.8×70.6×10－3 J≈0.69 J
同理WC≈1.23 J，WD≈1.92 J，WE≈2.76 J，WF≈3.76 J

本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://www.portlandfoamroofing.com/gaoyi/54119.html

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