7-6--实验：探究功与速度变化的关系

第七章机械能守恒定律7-6实验：探究功与速度变化的关系南京市金陵中学朱建廉实验：探究功与速度变化的关系探究——关系探究——（功与速度变化的）关系（以实验手段）探究——（功与速度变化的）关系探究——行为方式关系——行为目标一般过程中功与速度变化关系的理性探究功——W=Fscosα速度变化——Δv=v-v0sFF探究过程1如图所示，质量m的物体在水平恒力F作用下以初速度v0沿水平面运动，物体与水平面间动摩擦因数为µ，重力加速度取g=10m/s2，当物体运动位移为s的过程中物体速度变为v，则在如下三种情况下考察外力对物体做的总功（W）与物体速度变化（Δv）间的关系。sFF探究过程1123mFµsv0vWΔv120.11.511.521120.21.51010120.31.52-1.51-1sFF探究过程1123mFµsv0vWΔv120.11.511.521120.21.51010120.31.52-1.51-1似乎有：W0——Δv0W=0——Δv=0W0——Δv0且：W∝Δv探究过程2质量为m=1kg的物体作自由落体运动，重力加速度取g=10m/s2，试在下列各个阶段中考察外力对物体做的总功（W）与物体速度变化（Δv）间的关系。第1s内第2s内第3s内第4s内第5s内阶段W/JΔv/ms-1501015010250103501045010似乎仍有：W0——Δv0W=0——Δv=0W0——Δv0但：W∝Δv探究过程3物体以速率v作匀速圆周运动，试在下列各个过程中考察外力对物体做的总功（W）与物体速度变化（Δv）间的关系。转1圈转1/2圈转1/4圈过程W/JΔv/ms-1转1/6圈0002v0v0v2此时有：W0——Δv0W=0——Δv=0W0——Δv0且：W∝Δv理性探究结论在一般的运动过程中，功与速度变化之间并不存在确定的关系。较为弱化的表述在一般的运动过程中，功与速率变化有关——若W0，则速率将变小——若W0，则速率将变大——若W=0，则速率将不变特殊过程中功与速度变化关系的实验探究特殊过程——初速为零的过程功的测量——取一根橡皮筋贮存的能量为W的单位速度变化的测量——由于v0=0，所以有Δv=v——Δv=v的测量：打点计时器……实验设计操作要点1、平衡摩擦——木板适当倾斜2、改变橡皮筋数量——改变W3、相同的橡皮筋——相同形变4、选择纸带适当处——测算v数据处理W0v2W0v“W~v”——曲“W~v2”——直实验探究结论在初速为零的运动过程中，功与速度平方成正比。更为一般的表述在初速不为零的运动过程中，功与速度平方的变化成正比。220WvvsFF探究过程1123mFµsv0vWΔv120.11.511.521120.21.51010120.31.52-1.51-1sFF探究过程1123mFµsv0vW120.11.511.52120.21.5101120.31.52-1.51220vv30-3确实有：220Wvv探究过程2质量为m=1kg的物体作自由落体运动，重力加速度取g=10m/s2，试在下列各个阶段中考察外力对物体做的总功（W）与物体速度变化（Δv）间的关系。第1s内第2s内第3s内第4s内第5s内阶段W/JΔv/ms-1501015010250103501045010100300500700900探究过程2质量为m=1kg的物体作自由落体运动，重力加速度取g=10m/s2，试在下列各个阶段中考察外力对物体做的总功（W）与物体速度平方的变化（）间的关系。第1s内第2s内第3s内第4s内第5s内阶段W/J50150250350450220vv220vv确实也有：220Wvv探究过程3物体以速率v作匀速圆周运动，试在下列各个过程中考察外力对物体做的总功（W）与物体速度变化（Δv）间的关系。转1圈转1/2圈转1/4圈过程W/JΔv/ms-1转1/6圈0002v0v0v20000探究过程3物体以速率v作匀速圆周运动，试在下列各个过程中考察外力对物体做的总功（W）与物体速度平方的变化（）间的关系。转1圈转1/2圈转1/4圈过程W/J转1/6圈0000220vv220vv仍不违背：220Wvv结论220Wvv对于一般运动过程，外力对物体所做的总功（W）与物体运动速度平方的变化（）成正比，即220vv思考题1：比例系数等于几？思考题2：比例系数是什么？下课