(探究动能定理课堂导学案王磊高密四中.docVIP

第五章 第6讲 探究动能定理预习案 班级_____ 姓名________学号____面批时间 一、实验目的 (1)探究外力对物体做功与物体速度的关系。 (2)会用图像法处理实验数据，通过对实验数据分析，总结出做功与物体速度平方的关系。 二、实验原理 (1)采用如图所示装置，让小车在橡皮筋作用下弹出，使小车获得速度后沿木板匀速滑行。当用一条橡皮筋弹出时对小车做的功记为W，则用两条、三条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放时，实验中橡皮筋对小车做的功就是2W、3W …… (2)由于橡皮筋每次实验做的功使小车获得的速度可根据打点计时器打出的纸带得到。当得出若干组功和速度的数据后，以橡皮筋对小车做的功W为纵坐标，分别以小车获得的速度v、v2……为横坐标，以第1次实验时的功W为单位，用描点法分别作出W－v、W－v=……曲线，分析曲线，得出橡皮筋对小车做的功与小车速度的定量关系。 三、实验器材 小车(前面带小钩)、砝码、长木板(两侧适当的对称位置钉两个铁钉)、打点计时器及纸带、学生电源及导线(使用电火花计时器不用学生电源)、5～6条等长的橡皮筋、刻度尺。 四、实验步骤 (1)按图中所示将实验仪器安装好。 (2)平衡摩擦力：在长木板的有打点计时器的一端下面垫一块木板，反复移动木板的位置，直至小车上不挂橡皮筋时，纸带打出的点间距均匀，即小车能匀速运动为止。 (3)分别用1条、2条、3条、4条……橡皮筋做实验，实验中橡皮筋拉伸的长度都与第一次相同。这时橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W……，标记好每次实验得到的纸带。 五、数据处理 测量小车的速度：实验获得如图所示的纸带，为探究橡皮筋弹力做功和小车速度的关系，需要测量弹力做功结束时小车的速度，即小车做匀速运动的速度，应在纸带上测量的物理量是(用字母 表示)：A1、A2间的距离x，小车速度的表达式是(用测量的物理量表示)v＝ (T为打点 计时器的时间间隔)．把实验中得到的纸带分别用同样的方法处理得到小车的速度，并运算速度的平方，实验数据记录在表格中。 2.实验数据的分析 在坐标纸上画出W－v和W－v2图线(“W”以一条橡皮筋做的功为单位)。 实验结论：由图像可知功与物体速度变化的关系为W∝v2。 六、注意事项 (1)平衡摩擦力很关键，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做匀速运动，找到木板一个合适的倾角。 (2)测小车速度时，应选纸带上点距均匀的部分，也就是选小车做匀速运动时打在纸带上的点。 (3)橡皮筋应选规格一样的且每次拉伸长度一样。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。 七、误差分析 (1)误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋的拉力做的功W与橡皮筋的条数不成正比。 (2)没有完全平衡摩擦力(倾角小)或平衡摩擦力过度(倾角过大)也会造成误差。 (3)利用打上点的纸带计算小车的速度时，测量不准确带来误差。 思考与讨论 1.如何平衡摩擦力，平衡到什么程度，如何验证？ 2.如何做到每根橡皮筋所做的功都相等？ 3.思考纸带上打点的分布情况，如何计算小车的末速度？ 4.如何通过图象处理数据？ 预习自测 1. 在“探究功与速度变化的关系功与速度变化的关系[例1]关于“探究功与速度变化的关系(　　)　 A．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值 B．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致 C．放小车的长木板应该尽量使其水平 D．先接通打点计时器电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出 二、实验数据的处理及误差分析 [例2]某实验小组采用如图所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行．打点计时器工作频率为50 Hz. (1)实验中木板略微倾斜，这样做________； A．是为了使释放小车后，小车能匀加速下滑 B．是为了增大小车下滑的加速度 C．可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功 D．可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动 (2)实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条……，并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一位置再释放小车．把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为W1，第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W1，……；橡皮筋对小车做功后而使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出．根据第四次的纸带(如图所示)求得小车获得的速度为________ m/s. (3)若根据多次测量数据画出的W－v草图如图所示，根据图线形状，可知对W与v的关系作出的猜想肯定不正确的是________．