1、 发生弹性形变的物体各部分之间由于发生弹性形变的物体各部分之间由于弹弹力的相互作用力的相互作用而具有的势能，这种势能叫做而具有的势能，这种势能叫做弹性势能。弹性势能。一、弹性势能一、弹性势能探究问题一：弹性势能可能与哪些因素有关探究问题一：弹性势能可能与哪些因素有关（类比、猜想）（类比、猜想） 1.1.重力势能与物体被举起或下降的高度有重力势能与物体被举起或下降的高度有关，那么弹性势可能与关，那么弹性势可能与有关？有关？2. .还可能与还可能与有关？有关？弹性势能可能与哪几个物理量有关弹性势能可能与哪几个物理量有关1 1、弹簧长度的改变量、弹簧长度的改变量2 2、劲度系数、劲度系数你将从什么知
2、识入手研究影响弹性你将从什么知识入手研究影响弹性势能的因素？势能的因素？弹力做功！请你大胆猜测请你大胆猜测弹力做功和弹性势能弹力做功和弹性势能变化量之间的关系？变化量之间的关系？这里的弹力有什么特点，这里的弹力有什么特点，如何计算弹力做功？如何计算弹力做功？微元法微元法联想联想otvvo vtxS面积在图象中，物体的位移：-= FlWS面积在图象中：-=拉力（变力）做功的计算方法：拉力（变力）做功的计算方法：Fol 弹簧的弹性势能的表达式弹簧的弹性势能的表达式说明：说明：一般规定弹簧在原长时，弹簧的弹性势能一般规定弹簧在原长时，弹簧的弹性势能为零为零弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系弹簧弹力做功
3、与弹性势能变化的关系 弹簧弹力做正功，弹性势能减少弹簧弹力做正功，弹性势能减少 弹簧弹力做负功，弹性势能增加弹簧弹力做负功，弹性势能增加小结小结一、弹性势能一、弹性势能: :二、二、弹簧的弹性势能的表达式弹簧的弹性势能的表达式三、弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系三、弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系弹簧弹力做正功，弹性势能减少弹簧弹力做正功，弹性势能减少弹簧弹力做负功，弹性势能增加弹簧弹力做负功，弹性势能增加 发生弹性形变的物体各部分之间由于弹力的发生弹性形变的物体各部分之间由于弹力的相互作用而具有的势能，叫做弹性势能。相互作用而具有的势能，叫做弹性势能。212pEkx弹=6 6探究功与物体速度
4、变化的关系探究功与物体速度变化的关系弹性势能弹性势能重力势能重力势能动能动能重力做功重力做功弹力做功弹力做功外力做功外力做功速度速度WGEP1EP2猜想猜想 （1 1）物体的动能与哪些因）物体的动能与哪些因素有关？素有关？ （2 2）如何进行研究？）如何进行研究？ 猜测物体的动能可能与其质猜测物体的动能可能与其质量和速度有关。量和速度有关。 用控制变量法，先控制质量不用控制变量法，先控制质量不变，用实验研究物体的动能与速度的变，用实验研究物体的动能与速度的关系。关系。 （1 1）物体动能的变化由做功引）物体动能的变化由做功引起。那么，实验中如何对物体做功？起。那么，实验中如何对物体做功？又怎样
5、来表示功的大小呢？又怎样来表示功的大小呢？一、实验的设计一、实验的设计思路引导思路引导 可以是恒力做功可以是恒力做功。例如用一砝码盘牵。例如用一砝码盘牵引着小车做实验，可以通过改变砝码盘的引着小车做实验，可以通过改变砝码盘的质量，用质量，用W=FSW=FS表示功的大小。表示功的大小。 也可以是变力做功也可以是变力做功。例如，用书上采。例如，用书上采用的通过增加每次牵引小车的橡皮筋数目用的通过增加每次牵引小车的橡皮筋数目的办法来表示功的大小。的办法来表示功的大小。 木板、小车、橡皮筋木板、小车、橡皮筋(若干）、打点若干）、打点计时器、电源、纸带、钉子计时器、电源、纸带、钉子2枚枚 探究的器材探究
6、的器材探探 究的究的 思思 路路1、测量橡皮筋对小车做的功、测量橡皮筋对小车做的功W 2、测量由于橡皮筋做功而使小车获得的速度、测量由于橡皮筋做功而使小车获得的速度v 3、数据处理，寻找、数据处理，寻找W与与v的关系的关系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。小车在运动过程中，有哪些力做功？小车在运动过程中，有哪些力做功？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拉力和摩拉力和摩擦力做功擦力做功FF2F11、小车在木板上运动过程中，哪一阶段橡、小车在木板上
7、运动过程中，哪一阶段橡皮筋对小车做功？这个功能否直接求解？皮筋对小车做功？这个功能否直接求解？方案一：方案一：第一次，橡皮筋拉长一定距离做功第一次，橡皮筋拉长一定距离做功W 第二次，可把橡皮筋拉长为原来的第二次，可把橡皮筋拉长为原来的2倍，倍， 做功做功?方案二：第一次用一条橡皮筋拉小车，第二次用方案二：第一次用一条橡皮筋拉小车，第二次用两条完全相同的橡皮筋并联起来，栓到小车上拉两条完全相同的橡皮筋并联起来，栓到小车上拉小车，且两次使每条橡皮筋伸长是一样的，这样小车，且两次使每条橡皮筋伸长是一样的，这样就可以使第二次的功的功为第一次功的两倍，利就可以使第二次的功的功为第一次功的两倍，利用倍数关
8、系可以巧妙地避开直接测量变力做功的用倍数关系可以巧妙地避开直接测量变力做功的问题问题利用倍数关系可以巧妙地避开直接测量变力利用倍数关系可以巧妙地避开直接测量变力做功的问题做功的问题1、探究过程中，我们是否需要测出橡皮筋做功、探究过程中，我们是否需要测出橡皮筋做功的具体数值？的具体数值？ 橡皮筋的弹力做功不不容易计算，然而改用橡橡皮筋的弹力做功不不容易计算，然而改用橡皮筋的条数，保持小车相同的运动距离，则弹力皮筋的条数，保持小车相同的运动距离，则弹力功的大小与橡皮筋的条数成正比。即，橡皮筋对功的大小与橡皮筋的条数成正比。即，橡皮筋对小车做的功分别为小车做的功分别为W、2W、3W这是本实验的精妙之
9、处这是本实验的精妙之处每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要求？每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要求？ 我们由问题一可以知道：为我们由问题一可以知道：为了使弹力功的大小与橡皮筋的条了使弹力功的大小与橡皮筋的条数成正比，因此，数成正比，因此，每次拉长橡皮每次拉长橡皮筋的长度应该相等。筋的长度应该相等。小车获得的速度怎样计算？小车获得的速度怎样计算？ 由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由纸带和打点计时器测出。而且测量小车的速度一纸带和打点计时器测出。而且测量小车的速度一定是小车匀速运动时速度。即小车的末速度。定是小车匀速运动时速度。即小车的末速度。 可以用打点计
10、时器测量小车的速度。可以用打点计时器测量小车的速度。 可以用与气垫导轨配套的光电门的方法来测量小车运动的速度。可以用与气垫导轨配套的光电门的方法来测量小车运动的速度。应该采用那些点距来计算小车的速度？应该采用那些点距来计算小车的速度？. . . . . . . . . 小车的运动情况：小车的运动情况：变加速直线运动（加速度越来越小的加速运动）变加速直线运动（加速度越来越小的加速运动）匀速运动匀速运动减速运动减速运动如图：我们应该求小车匀速阶段的速度。我们应该求小车匀速阶段的速度。即：弹力做功刚完毕时小车的速度即：弹力做功刚完毕时小车的速度 例例: 为研究功与物体速度变化的关系，在某次为研究功与
11、物体速度变化的关系，在某次实验中某同学得到了如图所示的一条纸带实验中某同学得到了如图所示的一条纸带,（1）应选哪些点间距进行测量？）应选哪些点间距进行测量？（2）怎样根据测得的数据进行确定小车的速度？）怎样根据测得的数据进行确定小车的速度？ . . . . . . . . A B C D E F G （1）选用）选用DG段段 （2）V=LDG / tDG4 4、在上述实验中打出的、在上述实验中打出的5 5 条纸带中，分别找出小车条纸带中，分别找出小车开始开始近似做匀速运动的点近似做匀速运动的点，并分别测出匀速运动时，并分别测出匀速运动时的速度的速度v v1 1 、v v2 2 、v v3 3
12、、v v4 4 、v v5 5 。3 3、用、用2 2 条、条、3 3 条、条、4 4 条、条、5 5 条橡皮筋分别代替条橡皮筋分别代替1 1 条橡条橡皮筋重做实验，保证皮筋重做实验，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，即橡皮筋被拉长的长度相同。橡皮筋被拉长的长度相同。1 1、将打点计时器固定在一块平板上，让纸带的一端、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装有打点计时器的一端适当垫高，调整高度，直至，调整高度，直至轻推小车后使小车轻推小车后使小车恰能恰能在
13、板上在板上做匀速直线运动做匀速直线运动为止。为止。2 2、将橡皮筋固定在小车前端。拉长橡皮筋使小车位、将橡皮筋固定在小车前端。拉长橡皮筋使小车位于于靠近打点计时器靠近打点计时器处，处，记下小车位置记下小车位置。接通打点计接通打点计时器电源时器电源，释放小车释放小车。? ? ?C B A实验完毕后，我们用什么方法分析橡皮实验完毕后，我们用什么方法分析橡皮筋对小车做的功和小车速度变化的关系？筋对小车做的功和小车速度变化的关系？ 先对测量数据进行估算，或者做出先对测量数据进行估算，或者做出Wv的图象，分析这条曲线，可以得知的图象，分析这条曲线，可以得知橡皮筋对小车做的功与小车获得速度的橡皮筋对小车做
14、的功与小车获得速度的定量关系。定量关系。WV2 ，即功与物体的速度的平方成正比。，即功与物体的速度的平方成正比。做出做出Wv的图象，如果不是直线。的图象，如果不是直线。做出做出Wv2的图象，如果是一条直线的图象，如果是一条直线实验结论：实验结论：（电火花计时器）（电火花计时器）v/(ms1) W 0.00 0 0.80 1 1.10 2 1.28 3 1.53 4 1.76 5 1.89 6实验数据实验数据Wv图象图象v2/(m2s2) W 0.00 0 0.64 1 1.21 2 1.64 3 2.34 4 3.10 5 3.57 6实验数据实验数据Wv图象图象探究功与物体速度变化的关系探究
15、功与物体速度变化的关系探究功与物体速度变化的关系探究功与物体速度变化的关系课堂练习课堂练习1、本节是一个探究性实验，探究的目的是、本节是一个探究性实验，探究的目的是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系、探究力与物体运动加速度的关系C、探究力对物体做功与物体加速度变化的、探究力对物体做功与物体加速度变化的关系关系D、探究力对物体做功与物体速度变化的关、探究力对物体做功与物体速度变化的关系系D本节实验需要的器材有：本节实验需要的器材有：1、小车在木板上运动时会受到阻力，可以、小车在木板上运动时会受到阻力，可以采用什么方法进行补偿？采用什么方法进
16、行补偿？2、测量橡皮筋拉力做功时、测量橡皮筋拉力做功时利用倍数关系巧利用倍数关系巧妙地避开直接测量变力做功的问题（妙地避开直接测量变力做功的问题（但必须但必须注意实验时，注意实验时，每次拉长橡皮筋每次拉长橡皮筋的长度应的长度应该相等。该相等。3、纸带上的点距并不都是均匀的，应该采、纸带上的点距并不都是均匀的，应该采用那些点距来计算小车的速度？为什么？用那些点距来计算小车的速度？为什么？学生分组实验，并思考下面的问题：学生分组实验，并思考下面的问题： 误差是不可避免的，但我们可误差是不可避免的，但我们可以尽量减少它。我们需要注意：以尽量减少它。我们需要注意： 市售的橡皮筋规格不满足实验要求，而且
17、用至市售的橡皮筋规格不满足实验要求，而且用至4根以根以上时弹力过大，使打出的纸带点数过少，以致找不出小上时弹力过大，使打出的纸带点数过少，以致找不出小车在不受弹力做匀速时所打出的点。可以选择服装中使车在不受弹力做匀速时所打出的点。可以选择服装中使用的多股橡皮筋的松紧带，外形有带状和圆柱状。用的多股橡皮筋的松紧带，外形有带状和圆柱状。误差是不可避免的，但我们可误差是不可避免的，但我们可以尽量减少它。我们需要注意：以尽量减少它。我们需要注意：误差是不可避免的，但我们可以误差是不可避免的，但我们可以尽量减少它。我们需要注意：尽量减少它。我们需要注意：实验目标实验目标 ： 探究功与速度变化的关系探究功与速度变化的关系实验器材实验器材 ：长木板、橡皮筋长木板、橡皮筋(若干若干)、小车、打点计时器、小车、打点计时器、橡皮筋、电源、导线、刻度尺、木板橡皮筋、电源、导线、刻度尺、木板注意事项注意事项： 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
