第七章机械能守恒定律第七章机械能守恒定律海阳市第四中学海阳市第四中学6 6 6 6探究功与物体速度变化的关系重力做功重力做功WG重力势能重力势能弹力做功弹力做功WF合力做合力做W弹性势能弹性势能动能动能EP=mghEP=1/2KX2温故知新温故知新演示与视频演示与视频结论：结论：外力对物体外力对物体做功做功使物体的使物体的动能动能发发生变化。生变化。探究：探究：外力对物体外力对物体做功做功与物体与物体动能动能变化变化 的的关系？关系？速度变化速度变化 速速 度度明确实验目的明确实验目的设置实验情境设置实验情境 拟定实验方法拟定实验方法选用实验器材选用实验器材进行实验，得到数据进行实验，得到数据数据处理，生成结论数据处理，生成结论实验设计方案实验设计方案一、实验目的一、实验目的探究功与速度的关系探究功与速度的关系实实验：验：探探究究做做功功与与小小车车速速度度变变化化的的关关系系猜想实验验证二、设置实验情景，拟定实验方案二、设置实验情景，拟定实验方案实实 验：验：探探究究做做功功与与小小车车速速度度变变化化的的关关系系方案（一）方案（一）：方案（二）：方案（二）：方案（三）：方案（三）：三、选定实验器材三、选定实验器材实实验：验：探探究究做做功功与与小小车车速速度度变变化化的的关关系系橡皮筋橡皮筋小车小车打点计时器打点计时器纸带纸带木板木板刻度尺刻度尺交流电源交流电源四、探究操作技巧四、探究操作技巧（一）（一）测量橡皮筋对小车做的功测量橡皮筋对小车做的功W实实验：验：探探究究做做功功与与小小车车速速度度变变化化的的关关系系问题问题1：小车在木板上运动的过程中，哪一阶：小车在木板上运动的过程中，哪一阶段橡皮筋对小车做功？段橡皮筋对小车做功？? ? ? ?C B A橡皮筋被拉伸橡皮筋被拉伸直到恢复原长直到恢复原长的过程中的过程中实实验：验：探探究究做做功功与与小小车车速速度度变变化化的的关关系系四、探究操作技巧四、探究操作技巧问题问题2 橡皮筋在运动过程中对小车做的功是合橡皮筋在运动过程中对小车做的功是合力做的功吗？力做的功吗？还有摩擦还有摩擦力做功力做功FF阻阻如何消除摩擦力做功？补如何消除摩擦力做功？补偿方案？偿方案？GF阻阻FNFF2F1把木板的把木板的一端垫高，一端垫高，轻推小车轻推小车使小车能使小车能够匀速运够匀速运动动实实验：验：探探究究做做功功与与小小车车速速度度变变化化的的关关系系问题问题3：橡皮筋对小车拉力做的功能否直：橡皮筋对小车拉力做的功能否直接测量？接测量？四、探究操作技巧四、探究操作技巧不能。不能。橡皮筋的弹力是变力，且弹力橡皮筋的弹力是变力，且弹力与伸长量的关系也不严格遵守胡克定与伸长量的关系也不严格遵守胡克定律律 ，不容易计算。，不容易计算。怎样设计实怎样设计实验才能解决验才能解决这一问题这一问题? ?第一次用第一次用一条一条橡皮筋拉小车橡皮筋拉小车第二次用第二次用两条完全相同两条完全相同的橡的橡皮筋并联起来栓到小车上拉皮筋并联起来栓到小车上拉小车，且使小车，且使每条橡皮筋的伸每条橡皮筋的伸长都和第一次的伸长量一样长都和第一次的伸长量一样做功做功W做功做功2W依次类推，并联依次类推，并联三条、四条、五条三条、四条、五条橡皮筋，且橡皮筋，且拉伸的长度都一样，做的功为拉伸的长度都一样，做的功为3W、4W 、5W 实实验：验：探探究究做做功功与与小小车车速速度度变变化化的的关关系系四、探究操作技巧四、探究操作技巧问题问题3 3解决方案：采用橡皮筋的解决方案：采用橡皮筋的并联并联使外力做使外力做功成倍增加，即功成倍增加，即倍增法倍增法实实验：验：探探究究做做功功与与小小车车速速度度变变化化的的关关系系四、探究操作技巧四、探究操作技巧（二）（二） 测量由于橡皮筋做功而使小车获得测量由于橡皮筋做功而使小车获得的速度的速度v问题问题1 如何测量小车的速度？如何测量小车的速度？利用打出的纸带利用打出的纸带问题问题2 纸带上打出的点并不都是均匀的，纸带上打出的点并不都是均匀的，应该采用那些点来计算小车的速度？应该采用那些点来计算小车的速度？我们应该求小车匀速阶段的速度。即：我们应该求小车匀速阶段的速度。即：弹力做功完毕时小车的速度弹力做功完毕时小车的速度xtxv =四、探究操作技巧四、探究操作技巧实实 验：验：探探究究做做功功与与小小车车速速度度变变化化的的关关系系（三）数据处理：寻找（三）数据处理：寻找W与与v的关系的关系方法方法：图像法（图像法（WV图线图线 或或WV2图图线线 Wv3 图线等图线等）做做W- -v图图若为直线，则若为直线，则W与与v成正比成正比若为曲线若为曲线做做W- -v2图图若为直线，则若为直线，则W与与v2成正比成正比若为曲线若为曲线做做W- -v3图图五：实验注意问题：五：实验注意问题：实验前要先平衡摩擦力，不要栓橡皮筋，实验前要先平衡摩擦力，不要栓橡皮筋，但应连着纸带且接通电源但应连着纸带且接通电源尽量选用同一规格的橡皮筋且保证每次橡尽量选用同一规格的橡皮筋且保证每次橡皮筋的伸长量相同皮筋的伸长量相同选用间距均匀的几个间隔，测量其总长度，选用间距均匀的几个间隔，测量其总长度，求得平均速度求得平均速度描点时既要观察各点的位置关系，又要考描点时既要观察各点的位置关系，又要考虑应有的函数关系，若拉力大，小车速度大，虑应有的函数关系，若拉力大，小车速度大，点数少，可能使点数少，可能使W与与v成线性关系，控制小车速成线性关系，控制小车速度，加大纵坐标单位长度，可减小误差度，加大纵坐标单位长度，可减小误差(1)(1)将打点计时器固定在长平板上，让纸带的一端将打点计时器固定在长平板上，让纸带的一端夹在小车后端，另一端穿过打点计时器。将平板安夹在小车后端，另一端穿过打点计时器。将平板安装有打点计时器的一端适当垫高，调整高度，直至装有打点计时器的一端适当垫高，调整高度，直至轻推小车后使其恰能在板上做匀速直线运动为止轻推小车后使其恰能在板上做匀速直线运动为止(2)(2)先用一条橡皮筋做实验，用打点计时器和纸带先用一条橡皮筋做实验，用打点计时器和纸带测出小车获得的速度测出小车获得的速度v v1 1，设此时橡皮筋对小车做的，设此时橡皮筋对小车做的功为功为W W1 1，将这一组数据记入表格，将这一组数据记入表格(3)(3)用用2 2条完全相同的橡皮筋做实验，实验中橡皮筋条完全相同的橡皮筋做实验，实验中橡皮筋拉伸的长度与第一次相同，这时橡皮筋对小车做的拉伸的长度与第一次相同，这时橡皮筋对小车做的功为功为W W2 2，测出小车获得速度，测出小车获得速度v v2 2，将数据记入表格，将数据记入表格(4)(4)用用3 3条、条、4 4条条橡皮筋做实验，用同样的方法橡皮筋做实验，用同样的方法测出功和速度，记入表格测出功和速度，记入表格六分组实验，采集数据(5)(5)以橡皮筋对小车做的功为纵坐标以橡皮筋对小车做的功为纵坐标( (以以第一次实验时的功第一次实验时的功W W为单位为单位) )，小车获，小车获得的速度为横坐标，作出得的速度为横坐标，作出W Wv v曲线曲线(6)(6)如果如果W Wv v曲线是一条直线，表明曲线是一条直线，表明W Wv v；如果不是直线，可着手考虑是；如果不是直线，可着手考虑是否存在下列关系：否存在下列关系：W Wv v2 2、W Wv v3 3、W W六分组实验，采集数据结论：过原点的直线，说明结论：过原点的直线，说明七、数据处理 得出结论W v2 课堂练习课堂练习1、本节是一个探究性实验，探究的目的、本节是一个探究性实验，探究的目的是是 A、探究力与物体运动速度的关系、探究力与物体运动速度的关系 B、探究力与物体运动加速度的关、探究力与物体运动加速度的关 C、探究力对物体做功与物体加速度变、探究力对物体做功与物体加速度变化的关系化的关系 D、探究力对物体做功与物体速度变化、探究力对物体做功与物体速度变化的关系的关系D2、对橡皮筋做的功来说，直接测量是有困难的，我们可、对橡皮筋做的功来说，直接测量是有困难的，我们可以巧妙地避开这个难题而不影响问题的解决，只需要测以巧妙地避开这个难题而不影响问题的解决，只需要测出每次实验时橡皮筋对小车做的功是第一次的多少倍，出每次实验时橡皮筋对小车做的功是第一次的多少倍，使用的方法是使用的方法是A、用同样的力对小车做功，让小车通过的距离依次是、用同样的力对小车做功，让小车通过的距离依次是s、2s、3s进行第进行第1 1次、第次、第2 2次、第次、第3 3次次实验时，力实验时，力对物体做的功就是对物体做的功就是W W、2W2W、3W 3W B B、让小车通过相同的距离，第、让小车通过相同的距离，第1 1次力为次力为F F、第、第2 2次力为次力为2F2F、第第3 3次力为次力为3F3F实验时，力对小车做的功就是实验时，力对小车做的功就是W W、2W2W、3W 3W C C、选用相同的橡皮筋，在实验中每次橡皮筋拉伸的长度、选用相同的橡皮筋，在实验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一致，当用保持一致，当用1 1条、条、2 2条、条、3 3条条同样的橡皮筋进行同样的橡皮筋进行第第1 1次、第次、第2 2次、第次、第3 3次次实验时，橡皮筋对物体做的实验时，橡皮筋对物体做的功就是功就是W W、2W2W、3W 3W D D、利用弹簧秤测量对小车的拉力、利用弹簧秤测量对小车的拉力F F，利用直尺测量小车在，利用直尺测量小车在力作用下移动的距离力作用下移动的距离s s，便可以求出每次实验中力对小，便可以求出每次实验中力对小车做的功，可控制为车做的功，可控制为W W、2W2W、3W 3W C1、如果物体的初速度、如果物体的初速度V00，功与速度的变化关系，功与速度的变化关系又是怎样的呢？又是怎样的呢？2、运用已学的知识，你能从理论上推导功与速度变、运用已学的知识，你能从理论上推导功与速度变化的关系吗？化的关系吗？作业设置作业设置