江苏省江阴市山观高级中学高中物理 7.6实验：探究功与速度变化的关系学案（无答案）新人教版必修2.doc

7.6实验：探究功与速度变化的关系 【学习目标】1、会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。2、学习利用物理图像探究功与物体速度变化的关系。3、通过用纸带与打点计时器来探究功与物体速度相关量变化的关系，体验知识的探究过程和物理学的研究方法。【学习重点】探究功与物体速度变化的关系的物理方法倍增法，并会利用图像法处理数据。【学习难点】实验数据的处理方法图像法【学习过程】学习任务1：动能的探究 思考： 初中学习知道物体由于运动而具有动能，可以肯定动能与速度有关，而且“速度v越大，动能ek也越大”。那么动能是与速度的一次方成正比呢，还是与速度的二次方成正比？或者它们之间具有更复杂的函数关系？问题： 前面的学习中分别通过什么途径获得重力势能、弹性势能的表达式的？受此启发能否也沿袭这一思路来探究动能与速度的关系呢？ 结论： 对物体做功意味着物体的速度发生变化-通过实验探究力对物体做的功与物体速度变化的关系，找到动能表达式的线索。学习任务2：探究的思路阅读教材： p69“探究的思路”部分 实验装置： 问题1： 是否需要橡皮筋做功的具体数值？为什么？问题2： 为了达到各次实验中橡皮筋做的功成倍增加，即实现倍增，对各次实验中橡皮筋的伸长量有什么要求？你想出了什么办法？问题3： 小车运动中会受到阻力，可以采用什么方法进行补偿？问题4： 小车获得的速度怎样计算？问题5： 实验完毕后，用什么方法分析橡皮筋对小车做的功与小车速度的关系？问题6： 如何在坐标纸上建立两轴物理量？如何确定适当的标度？学习任务3：探究的过程实验步骤：1. 先将木板置于水平桌面，然后在钉有钢钉的长木板上，放好实验小车。2. 把打点计时器固定在木板的一端，将纸带穿过打点计时器的限位孔，纸带一端夹紧在小车的后端，打点计时器接电源。3. 过两钉中垂线上的适当位置作两钉的平行线，交中垂线于o点，作为小车每次运动的起始点。4. 使用一根橡皮筋时，将小车的前端拉到o点，接通电源，打点计时器打点，释放小车，小车离开木板前适时使小车制动，断开电源，取下纸带。重复本项前面的过程，选出点迹清晰的纸带。求出小车获得的速度。5. 换用同样材料、粗细、长度的两根、三根、六根橡皮筋，依照4项的方法，分别进行实验。得出各次实验中小车分别获得的速度。6. 以功为纵轴（第一次橡皮筋做的功为纵轴的单位长度），以速度为横轴，建立坐标系，用描点法作出图像，看看是否是正比例图像，若不是，功与速度的哪种相关量（的变化量）是正比的，功就与速度的这种相关量（的变化量）具有确定的函数关系。学习任务4：数据处理例：在“探究功与速度变化的关系”的实验中：(1)如果实验中得到一条如图所示的纸带，应用_段计算 小车获得的速度。 (2)某同学在探究功与物体速度变化的关系时得到了w与v的一组数据，请你对这些数据进行处理，并确定w与v之间的关系为 w0.001.002.003.004.005.006.00v(m/s)0.000.801.101.281.531.761.89v20.000.641.211.642.343.103.57(3)如果根据实验数据绘出的wv2图象如图所示，出现这种情况的原因是：_。【课后作业】（ ）1、通过前面的学习，我们知道，重力势能的变化与重力做功密切相关，弹性势能的变化与弹力做功密切相关。那么，请你猜测动能的变化与什么力做功密切相关呢？a动力 b阻力 c合外力 d不能确定（ ）2、在探究功与物体速度变化的关系实验中作出wv图象如图所示，哪一个是符合实际的 a b c d3、如图所示的实验装置，可用于探究力对静止物体做功与物体获得速度的关系。(1)选用同样的橡皮筋，每次在同一位置释放小车，如果用 1条橡皮筋进行实验时，橡皮筋对小车做的功为w；用2条橡皮筋进行实验时，橡皮筋对小车做的功为 _w。(2)小车运动中会受到阻力，在实验中应如何操作以消除这种影响_。4、下面是本实验的步骤，其合理顺序是_。将小车拉至图中c处，使ab和bc间距离大致相等，接通打点计时器电源，放开小车，小车带动纸带运动，打下一系列的小点，由纸带分析求出小车通过b位置时的速度v，设第1次橡皮筋对小车做的功为w。作出wv、wv2的图象，分析图象的特点，得出结论。如图所示，先固定打点计时器，在长木板的两侧a处钉两个小钉，小车放在b处挂上一根橡皮筋(即图示情况)，使橡皮筋处于自由长度。用2条、3条同样的橡皮筋进行第2次、第3次 实验，每次实验保持橡皮筋拉伸的长度不变，用同样的方法测出v2、v3记下2w、3w记入表格。5、某同学利用图(甲)探究力对物体做的功与物体速度的关系，得到了下表的数据：实验次数12345橡皮筋条数13457小车速度v/(ms1)0.711.231.421.581.71(注：每条橡皮筋拉长的长度都一样) (1)由表可得出定性结论：_。(2)设一条橡皮筋拉长到固定长度所做功为w0，大致画出橡皮筋所做的功w与小车速度v的图象。(画在图(乙)中)(3)由图大致可判断出w与v的关系是_。(4)填写下表的空白部分实验次数12345橡皮筋做功w0v/(m2s2)w与v的关系6、为了探究功与物体速度变化的关系，某同学做了如下实验，他让滑块在某一水平面上滑行，利用速度采集器获取其初速度v，并测量出不同初速度的最大滑行距离x，得到下表所示几组数据：数据组123456v/(ms1)00.160.190.240.300.49x/m00.0450.0750.1110.1630.442(1)一同学根据表中数据，作出xv图象如图