第第7 7章章 机械能及其守恒定律机械能及其守恒定律6、探究功与物体速度变化的关系复习弹性势能弹性势能重力势能重力势能重力做功重力做功弹力做功弹力做功WGEP1EP2WFEP1EP2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实验目的：通过实验探究橡皮筋对小实验目的：通过实验探究橡皮筋对小车做功与小车速度的关系车做功与小车速度的关系实验器材：橡皮筋、小车、木板、打实验器材：橡皮筋、小车、木板、打点计时器、铁钉等点计时器、铁钉等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铁钉铁钉思考小车在木板上运动的过程中，哪一阶段橡皮小车在木板上运动的过程中，哪一阶段橡皮筋对小车做功？筋对小车做功？橡皮筋对小车橡皮筋对小车拉力做的功能拉力做的功能否直接测量？否直接测量？橡皮筋的弹力是变力，橡皮筋的弹力是变力，且弹力与伸长量的关系且弹力与伸长量的关系也不严格遵守胡克定律也不严格遵守胡克定律 ，不容易计算。，不容易计算。? ? ? ?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? ?解决方案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两条完全相同的橡完全相同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，且使每条橡皮筋的伸小车，且使每条橡皮筋的伸长都长都和第一次的伸长量一样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，并联三条三条、四条四条橡皮筋，且拉伸橡皮筋，且拉伸的长度都一样，做的功为的长度都一样，做的功为3W、4W思考小车在木板上做什么性质的运动？小车在木板上做什么性质的运动？先加速后匀速再减速先加速后匀速再减速我们要取的速度是哪个阶段的速度？我们要取的速度是哪个阶段的速度？这个速度该如何测量？这个速度该如何测量？橡皮筋恢复原长时的速度。利用打点计时器，橡皮筋恢复原长时的速度。利用打点计时器，用橡皮筋恢复原长时的一段位移与所用时间用橡皮筋恢复原长时的一段位移与所用时间的比值近似计算该点的瞬时速度的比值近似计算该点的瞬时速度如何使拉力做的功等于合力做的功？即如何使拉力做的功等于合力做的功？即如何抵消摩擦力。如何抵消摩擦力。思考橡皮筋对小车做的功是合力做的功吗？橡皮筋对小车做的功是合力做的功吗？把木板的把木板的一端垫高，一端垫高，使重力沿使重力沿斜面向下斜面向下的力与摩的力与摩擦力平衡擦力平衡F阻阻FGF阻阻FN还有摩擦还有摩擦力做功力做功FF2F14、在上述实验中打出的、在上述实验中打出的5 条纸带中，分别找出小车开始条纸带中，分别找出小车开始近似近似做匀速运动的点做匀速运动的点，并分别测出匀速运动时的速度，并分别测出匀速运动时的速度v1 、v2 、v3 、v4 、v5 。3、用、用2 条、条、3 条、条、4 条、条、5 条橡皮筋分别代替条橡皮筋分别代替1 条橡皮筋重条橡皮筋重做实验，保证做实验，保证每次释放小车的位置相同每次释放小车的位置相同，即橡皮筋被拉长的，即橡皮筋被拉长的长度相同。长度相同。1、将打点计时器固定在一块平板上，让纸带的一端夹在小、将打点计时器固定在一块平板上，让纸带的一端夹在小车后端，另一端穿过打点计时器。将平板安车后端，另一端穿过打点计时器。将平板安装有打点计时器装有打点计时器的一端适当垫高的一端适当垫高，调整高度，直至轻推小车后使小车，调整高度，直至轻推小车后使小车恰能恰能在在板上板上做匀速直线运动做匀速直线运动为止。为止。2、将橡皮筋固定在小车前端。拉长橡皮筋使小车位于、将橡皮筋固定在小车前端。拉长橡皮筋使小车位于靠近靠近打点计时器打点计时器处，处，记下小车位置记下小车位置。接通打点计时器电源接通打点计时器电源，释放小车释放小车。实验过程? ? ?C B A数据记录实验实验次数次数橡皮筋橡皮筋做的功做的功位移位移l /m时间间隔时间间隔t /s匀速运动时的速度匀速运动时的速度v /(m/s)123454WW2W3W5W. . . . . . . . . . 弹力做功刚完毕弹力做功刚完毕时小车的速度时小车的速度用什么方用什么方法处理数法处理数据比较直据比较直观观?图象法处理数据做做W- -v图图若为曲线若为曲线若为直线，则若为直线，则W与与v成正比成正比做做W- -v2图图若为曲线若为曲线若为直线，则若为直线，则W与与v2成正比成正比做做W- -v3图图为什么不为什么不做做 W- - 图图?1v数据处理Wv /(m/s)1234560.80 1.10 1.281.53 1.761.89W- -v图图00为什么图象会通过原点为什么图象会通过原点? ?W- -v2图图数据处理Wv2/(m2s -2)0010.64 21.2131.6442.3453.1063.57表明表明W与与 v2 成正比成正比注意事项1、橡皮筋的选择橡皮筋的选择2、平衡摩擦力平衡摩擦力 3、误差分析误差分析4、橡皮筋的条数橡皮筋的条数5、实验装置的选取实验装置的选取