高中物理 備課資料6《實驗：探究功與速度變化的關系》 新人教版必修1

人教版高一物理必修1備課資料6實驗：探究功與速度變化的關系 一、常用的幾種實驗方法實驗本身就是一種基本的科學研究方法,它創(chuàng)造了理論聯(lián)系實際的學習過程,而我們通過物理實驗,主要訓練如下的科學方法.1.實驗歸納法這是一種根據(jù)研究目的,人為控制條件,從大量的實驗現(xiàn)象中尋找其普遍特性,進而概括出規(guī)律的方法.例如,在學習牛頓第二定律時,采用控制變量的方法,才找到了加速度與力和質量的真正關系,實驗歸納法的特點是:實驗在前、結論在后;實驗是探索規(guī)律的主要手段,實驗的過程促使我們去發(fā)現(xiàn)、去創(chuàng)造,它是培養(yǎng)創(chuàng)造能力的有效手段.2.實驗驗證法這是一種推理、判斷在前,實驗驗證在后的研究方法,科學家們常常在已知的物理理論和實踐的基礎上,經過推理、作出假設和預言,并通過實驗來檢驗其真理性,最后作出肯定或否定的論斷,從而得出結論.3.理想實驗的方法理想實驗是人們頭腦中想象出來的實驗,是一種思維活動,是在已有實踐的基礎上,經過推理、判斷得出理想條件下的物理規(guī)律的方法,例如,伽利略進行的無摩擦理想斜面實驗就是如此.這種方法是與想象、推理及判斷等思維形式緊密結合起來的方法,能夠更深刻地反映現(xiàn)象的本質,揭示事物的內在聯(lián)系.二、動能與相對速度你別看子彈有很大的殺傷力,在某些情況下,它的動能可以變得很小,甚至可以把它隨手抓來.如果你的運動速度大小和方向跟子彈的速度大小和方向都相同,那么相對于你來說,子彈就是靜止的,速度是零,動能也等于零,自然就不會有殺傷力了.這時候你抓它,就像在桌子上撿它一樣.在第一次世界大戰(zhàn)中,還真發(fā)生過飛行員從機艙外抓住子彈的事呢.你聽說過飛鳥撞壞飛機的事嗎?這是真的.根據(jù)統(tǒng)計,全世界幾乎平均每天要發(fā)生一起這樣的事:速度很小的飛鳥,相對于地面的動能不大,但是相對于飛行速度很大的飛機,動能就會變得很大,甚至對飛機具有像炮彈一樣的破壞力.試驗證明,一只450g重的鳥撞在速度為80 km/h的飛機上,能夠產生1 530 N的作用力,一只7 kg的大鳥撞在速度為960 km/h的飛機上,產生的作用力竟達1.30×106 N.根據(jù)報道,1961年9月,一架大型客機從美國芝加哥機場起飛以后遇到雁群,由于一只大雁擊穿了機頭蒙皮和密封隔板,并且撞壞了儀表板,使飛機不得不迫降.印度航空公司的一架波音客機在加爾各答上空飛行,一只迎面飛來的大鳥把機頭撞了一個直徑70多百米的大洞;另一架空中客機在德里機場上空降落,一只禿鷲突然鉆進飛機,毀壞了引擎,險些造成機毀人亡.為了航空安全,現(xiàn)在人們越來越注意防止“鳥禍”了.二、彈簧的功能列車車廂下部有很大的彈簧,如圖所示,抽屜鎖里的彈簧又小到只有幾毫米長.彈簧的形狀各異,有螺旋形的,也有板形(或片形)的.可以說,我們的生活處處利用彈簧.人們利用彈簧的彈性可以實現(xiàn)以下功能：1.測量功能:根據(jù)胡克定律制成各種測力計.2.復位功能:理發(fā)剪手柄間裝了一個能壓縮的彈簧,其作用是理發(fā)時完成一次剪發(fā)動作手,刀口自動復位,為下一個動作做準備.自動傘也裝有復位彈簧,其功能請同學們自己觀察.3.緊固功能:利用彈簧形變產生的彈力可以使物體緊密接觸而緊固.例如,晾衣服用的衣夾子上的彈簧,緊固螺栓用的彈簧墊圈(可防止螺母松動)如圖所示.4.帶動功能:形變的彈簧具有彈性勢能,在恢復原狀的過程中,勢能轉化為動能.上緊發(fā)條的玩具能帶動玩具做各種動作;玩具彈簧槍中都裝有彈簧,被壓縮的彈簧釋放后能撞擊槍管中的子彈,使子彈從搶口飛出.此外,彈簧還有緩沖、減振和振動發(fā)聲等功能,同學們可以自己舉出有關的實例.