1、物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练6实验：探究功与速度变化的关系物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练实验目的1通过实验探究力对物体做的功与物体速度变化的关系2体会探究过程和所用的方法物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练实验原理(参考教材案例二)物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练1功的计算让橡皮筋拉动小车做功使小车的速度增加，使拉小车的橡皮筋的条数由 1 条变为 2 条、3 条则橡皮筋对小车做的功为 W、2W、3W2速度的计算通过对打点计时器所打纸带的测量计算出每次实验后小
2、车的速度3探究：分析每次做的功与速度变化的关系，总结得出结论物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练实验器材(参考教材案例二)木板、小车、橡皮筋(若干)、打点计时器、低压交流电源、纸带、刻度尺等物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练一、实验步骤1安装实验装置按如图所示安装好实验仪器物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练2平衡摩擦力将安装有打点计时器的长木板的一端垫起，纸带穿过打点计时器，不挂橡皮筋，闭合电源，轻推小车，打点计时器在纸带上打出间隔均匀的点3第一次先用一条橡皮筋使小车在橡皮筋的作用下弹出，用打点计时器
3、和纸带测出小车被弹出后的速度 v1 设此时橡皮筋弹力对小车做功为 W，并将得到的数据记入表格物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练4换用 2 条、3 条、4 条同样的橡皮筋做实验，并使小车从同样的位置被弹出，测出 v2、v3、v4橡皮筋对小车做功分别为 2W、3W、4W将数据记入表格5分析数据，尝试作 Wv，Wv2 等图象，探究 W、v 的关系物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练二、数据处理1速度数值的获得实验获得的是如图所示的纸带，需要测量的是弹力做功结束时小车的速度，即小车做匀速运动的速度所以，应该在纸带上测量的物理量是图中 A1、
4、A3间的距离 x，小车速度的表达式为 v x2T，其中 T 是打点计时器的振动周期即选择相邻距离基本相同的若干点来计算小车匀速时的速度物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练2计算 W、2W、3W时对应的 v、v2、v3、v数值，填入表格.WvnW2W3W4W5Wvv2v3v3.试画出 W 与 v、W 与 v2、W 与 v3、W 与 v间关系的图象，找出哪一组的图象是直线，从而确定功与速度的正确关系物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练产生原因减小方法偶然误差橡皮筋长短、粗细不一；纸带上“点”间距离测量不准；描点不准确选用规格相同的橡皮筋；
5、测量、描点尽量准确系统误差忘记平衡摩擦力或平衡摩擦力不足或平衡摩擦力过度实验前精确地平衡摩擦力三、误差分析物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练四、注意事项1平衡摩擦力将木板一端垫高，使小车重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡方法是轻推小车，由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否匀速运动，找到木板一个合适的倾角2选点测速测小车速度时，纸带上的点应选均匀部分的，也就是选小车做匀速运动状态的3规格相同橡皮筋规格相同时，力对小车做的功以一条橡皮筋做的功为单位即可，不必计算出具体数值物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练实验原理及误差分析
6、探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如图所示以下关于该实验的说法中有一项不正确，它是()物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练A本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为 W、2W、3W所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使小车从同样的位置被弹出当用 1 条橡皮筋进行实验时，橡皮筋对小车做的功为 W，用 2 条、3 条橡皮筋并在一起进行第 2 次、第 3 次实验时，橡皮筋对小车做的功分别是 2W、3WB小车运动中会受到阻力，补偿的方法是使木板适当倾斜物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练C某同学在一次实验中，得
7、到一条记录纸带，纸带上打出的点，两端密、中间疏，出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小D根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练解析：实验中选用规格相同的橡皮筋，所以分别使用 1、2、3条橡皮筋进行实验，并每次实验中使小车从同样的位置被弹出时，对小车所做的功分别是 W、2W、3W选项 A 正确；小车运动中会受到阻力，本实验采用适当倾斜木板的方法以平衡摩擦力，选项 B 正确；纸带上打出的点，两端密、中间疏，说明小车先做加速运动，后做减速运动，即小车所受合力先沿斜面向下，后
8、沿斜面向上，根据橡皮筋产生的弹力变化特点可知，小车一定受到摩擦阻力作用，故选项 C 正确；弹力做功后小车速度达到最大，表现为纸带上点间距离最大且分布相对均匀，因此，选择“点”计算速度时，应以最后纸带上一段点间距离进行计算，选项 D 错误答案：D物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练11：“探究功与速度变化的关系”的实验装置如图所示，当小车在一条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为 W；当用 2 条、3 条、4 条完全相同的橡皮筋并在一起进行第 2 次、第 3 次、第 4 次实验时，橡皮筋对小车做的功记为 2W、3W、4W每次实验中小车获得的最大速度可由打点计时
9、器所打出的纸带测出物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练(1)关于该实验，下列说法正确的是_A打点计时器可以用干电池供电B实验仪器安装时，可以不平衡摩擦力C每次实验小车必须从同一位置由静止弹出D利用每次测出的小车最大速度 vm和橡皮筋做的功 W，依次作出 Wvm、Wv2m、Wv3m，W2vm、W3vm图象，得出合力做功与物体速度变化的关系物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练(2)如图所示，给出了某次实验打出的纸带，从中截取了测量小车最大速度所用的一段纸带，测得 A、B、C
10、、D、E 相邻两点间的距离分别为 AB1.48 cm，BC1.60 cm，CD1.62 cm，DE1.62 cm.已知相邻两点打点时间间隔为 0.02 s，则小车获得的最大速度 vm_m/s.(结果保留两位有效数字)物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练解析：(1)打点计时器必须用交流电，A 项错误；实验仪器安装时，必须平衡摩擦力，B 项错误；每次实验小车必须从同一位置由静止弹出，C 项正确；根据所得数据分别作出橡皮筋所做的功 W 与小车获得的最大速度或小车获得的最大速度的平方、立方等图象，找出合力做的功与物体速度变化的关系，D 项正确(2)小车获得的最大速度 vx
11、t1.621020.02m/s0.81 m/s.答案：(1)CD(2)0.81物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练实验的数据处理如图甲所示，是某研究性学习小组做探究“橡皮筋做的功和物体速度变化的关系”的实验，图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形，这时，橡皮筋对小车做的功记为 W.当我们用 2 条、3 条完全相同的橡皮筋并在一起进行第 2 次、第 3 次实验时，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放，小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打点的纸带测出物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练甲物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础
12、实验过程典例精析随堂演练(1)除了图中已给出的实验器材及导线、开关、交流电源外，还需要的器材有_(2)实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动，应采取的措施是_；(3)每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带上_的部分进行测量；(4)下面是本实验的数据记录表，请将第 2 次、第 3 次实验中橡皮筋做的功填写在对应的位置；物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练次数橡皮筋做的功10 个间距的距离x/m10 个间距的时间 T/s小车获得的速度 vn小车速度的平方 v2n1W0.2000.220.2800.230.3000.240.4000.2
13、50.4500.2物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练(5)从理论上讲，橡皮筋做的功 Wn和物体速度 vn变化的关系应是 Wn_，请你根据表中测定的数据在如图乙所示的坐标系中作出相应的图线验证理论的正确性；乙物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练(6)若在实验中你作出的图线与理论的推测不完全一致，你处理这种情况的做法是_物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练解析：(1)计算小车速度需要测量纸带上的点的距离，要用到刻度尺；(2)要让不挂橡皮筋时的小车在木板上匀速运动，因而木板要倾斜以平衡摩擦力；(3)小车匀速运
14、动时，纸带上的点的间隔均匀，应选纸带上点距均匀的部分进行测量；(4)橡皮筋每增加一条，对小车做的功就增加 W；(5)用纵坐标表示速度的平方，横坐标表示功，利用描点法描出各组数据对应的点，然后连线作出 v2nWn 图象，如图所示物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练答案：(1)刻度尺(2)把木板有打点计时器的一端垫起适当高度以平衡摩擦力(3)点距均匀(4)2W 3W 4W 5W(5)v2n 如解析图所示(6)分析误差来源，改进实验方案或测量手段，重新进行实验物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练21：在“探究动能定理”实验中，我们用 1 条
15、、2 条、3 条同样的橡皮筋进行 1 次、2 次、3 次实验实验中，如果橡皮筋拉伸的长度都相等，那么每次橡皮筋对小车做的功可记作 W、2W、3W对每次打出的纸带进行处理，求出小车每次最后匀速运动时的速度 v，记录数据如下.物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练功 W0W2W3W4W5W6Wv/(ms1)01.00 1.41 1.73 2.00 2.24 2.45(1)据以上数据，在图中的坐标纸上作出 Wv2图象(2)根据图象可以做出判断，力对小车所做的功与_物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练答案：(1)Wv2图象如图所示(2)速度的平
16、方成正比物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练1在用如图所示的装置做“探究功与速度变化的关系”实验时，下列说法正确的是()物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练A为了平衡摩擦力，实验中可以将长木板的左端适当垫高，使小车拉着穿过打点计时器的纸带自由下滑时能保持匀速运动B为简便起见，每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸的长度要一样C可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值D可以通过改变小车的质量来改变拉力做功的数值物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练E实验中要先释放小车再接通打点计时器的电源F通过打点计时器打下
17、的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度G通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练解析：长木板左端垫高，利用小车的重力沿斜面向下的分力与摩擦力平衡来满足橡皮筋做的功是合力做的功实验中要求橡皮筋规格相同，拉伸长度相同，即每个橡皮筋做功相等，所以只要通过改变条数就可以改变做功的数值，利用打点计时器时应该先接通电源再释放纸带当橡皮筋松弛时，即加速结束时，小车做匀速运动，此时速度即为小车获得的最大速度答案：ABCF物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练2(2013福建理综)在“探究恒力做功与
18、动能改变的关系”实验中(装置如图甲)：物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练(1)下列说法哪一项是正确的：_.(填选项前宇母)A平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上B为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量C实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练(2)图乙是实验中获得的一条纸带的一部分，选取 O、A、B、C 计数点，已知打点计时器使用的交流电频率为 50 Hz，则打 B点时小车的瞬时速度大小为_ m/s.(保留三位有效数字)物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练解析
19、：根据实验原理、实验操作步骤、误差分析、注意事项判断；应用运动的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求瞬时速度；根据实验原理图连接实物，根据测量数据分析物理量间的关系(1)平衡摩擦力是让小车重力的下滑分力与摩擦力平衡，故不能挂钩码平衡摩擦力，选项 A 错误；本实验中，近似认为小车所受拉力等于钩码的重力，因此应使钩码的质量远小于小车的质量，选项 B 错误；实验时，为充分利用纸带，应使小车靠近打点计时器由静止释放，选项 C 正确物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练(2)vBAC2t 18.595.531020.2m/s0.653 m/s答案：(1)C(2)0.653物理必修
20、2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练3某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是：a连接好实验装置，如图所示物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练b将质量为 200 g 的小车拉到打点计时器附近，并按住小车c在质量为 10 g、30 g、50 g 的三种钩码中，他挑选了一个质量为 50 g 的钩码挂在拉线的挂钩 P 上d释放小车，打开打点计时器的电源，打出一条纸带(1)他在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条经测量、计算，得到如下数据：物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练第
21、 1 个点到第 N 个点的距离为 40.0 cm.打下第 N 点时小车的速度大小为 1.00 m/s.该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力，拉力对小车做的功为_ J，小车动能的增量为_J.物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练(2)通过此次实验探究，他没能得到“恒力对物体做的功等于物体动能的增量”的结论，显然在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素请你根据该同学的实验装置和操作过程帮助分析一下，造成较大误差的主要原因有：_.(至少写出两条原因)物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练解析：(1)拉力 Fmg0.0509.8 N0.49 N拉力对小车做的功 WFl0.490.400 J0.196 J小车动能的增量Ek12mv2120.2001.002 J0.100 J(2)误差很大的可能原因：小车质量不满足远大于钩码质量；没有平衡摩擦力；先放小车后开电源，使打第 1 个点时小车已有了一定的初速度物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练答案：(1)0.196 0.100(2)小车质量没有远大于钩码质量 没有平衡摩擦力 操作错误：先放小车后开电源(任选其二)物理必修2第七章 机械能守恒定律 实验基础实验过程典例精析随堂演练谢谢观看！
