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关于“探究功与速度变化的关系”的另一方法

来源:不详       更新时间:2013-1-6 16:18:12
 
    在“探究功与速度变化的关系”一节的教学中,实验过程中,本人在操作平衡摩擦力这一步骤的时候,感觉比较难把握。所以,经过探索,设计了下面这个实验来补充教材中的实验。
  
  一、实验目的
  
  探究功与速度的变化关系。
  
  二、实验原理
  
  1.对物块做的功:物块从斜面某一位置静止下滑,下滑过程重力和摩擦力的合力做功。对同一物块而言,重力和摩擦力不变。要使合力所做的功w=FL成倍增加,可通过改变物块在斜面的下滑位置来控制,即使物块的下滑距离为1L、2L、3L…相应的,合力所做的功也就为1w、2w、3w…
  
  2.物块的速度:物块从斜面滑下之后,在水平面上将在摩擦阻力作用下做匀减速直线运动,并最终停下。设物块到斜面底部时的速度为v,在水平面上滑行距离为x,则v?=2ax。对同一物块在同一水平面上所受摩擦力不变,则加速度也不变,也就是v?与x成正比。所以,有w:v?=w:x。
  
  三、实验器材
  
  物块(如砝码)长木板薄木板刻度尺
  
  四、实验步骤
  
  1.将长木板置于水平桌面。
  
  2.在薄木板上标出等距离的位置点,然后将薄木板倾斜放置于长木板上并固定。
  
  3.将物块从薄木板上离长木板最近的第一位置释放,记下物块在长木板上停止的位置x1。
  
  4.将物块分别从薄木板第2、第3……位置释放,记下物块在长木板上停止的位置x2、x3……
  
  5.用刻度尺测量出各位置点离斜面底部的距离。
  
  五、实验结果与结论
  
  1.结果:
  
  功   w    2w     3w     4w
  
  X   2.9   6.2    9.2   12.2(cm)
  
  2.结论:在误差允许的范围内,合外力所做的功与物体速度的平方成正比。
  
  六、实验讨论
  
  实验中薄板不能太厚、薄板倾斜度也不能太大,以免物块下滑到水平面时产生太大的撞击,产生较大的误差。
  
  创意自评:
  
  本实验与教材提供的实验相比较,省去了平衡摩擦力,也不用打点计时器测速度,比较简便、快捷、易操作、易观察。比较适合在课堂上演示。
  
  图例:
  
  

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