【浙江版】高中物理 7.6探究功与速度变化的关系学案 新人教版必修2.doc

第七章 机械能守恒定律 第6节 探究功与速度变化的关系班级 学号 姓名 成绩 【课程学习目标】（1）知道实验方案中改变弹力做功大小的方法。（2）知道弹力做功大小与橡皮筋的条数成正比，体会取一根橡皮筋所做的功为单位来简化问题的思想方法。（3）知道实验方案中平衡摩擦力的方法，会选择合适的测量点并计算速度。重点：体会寻找w-v的关系转向寻找w-v2关系蕴含的思想和方法。难点：解决橡皮筋弹力做功【课堂导学】1前面学习中，我们得出重力势能表达式是通过探究 做功得出的，得出弹性势能表达式是通过探究 做功得出的，“探究功与速度变化关系”是探究哪个力做功呢？ 2方案一（见右图）：探究的是 做功与速度关系（选填“恒力”或“变力”）小车被释放后受到哪些力？哪些力对小车做功？ 由于重物通过细绳牵引小车，当小车质量 重物质量时，可以把重物所受的重力当做小车受到的牵引力。为了使达成“绳子的拉力成为小车运动过程中的合力”目的，还需要 。要如何操做？平衡摩擦的过程需要挂上纸带吗？怎样判断摩擦力被平衡掉了？要求得“方案一”中合力做的功，需要测量哪些物理量？并指出相应物理量的测量工具？ 老版本教材该方案图小车释放后做什么运动？初速度是多少？末速度如何测量？3方案二（见右图）：探究的是 做功与速度关系（选填“恒力”或“变力”）。该方案需要平衡摩擦吗？若需要，平衡的过程中是否要挂上橡皮筋呢？橡皮筋对小车拉力做功如何表示？能测出具体的数值吗？要达成：橡皮筋的条数由1条变为2条、3条时，橡皮筋对小车做功为w、2w、3w需要注意哪些因素？平衡好摩擦力后挂上橡皮筋，释放小车后小车做什么运动？初速度是多少？末速度如何测量？若实验总共做6次，得到（w、v1）（2w、v2）（3w、v3）怎样处理这些数据，从而得到结论呢？【典例分析】例1：如图所示，是某研究性学习小组做探究“功和物体速度变化的关系”的实验，图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形，这时，橡皮筋对小车做的功记为w。 当我们用2条、3条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次实验时，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放。小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。（1）除了图中的已给出的实验器材外，还需要的器材有 ；(填“秒表”、“天平”或“刻度尺”)（2）实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动，应采取的措施是 ；（3）每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的末速度，应选用下图所示纸带的 部分进行测量；（4）下面是本实验的数据记录表，请将第2次、第3次实验中橡皮筋做的功填写在对应的位置；橡皮筋做的功10个间隔的距离x/m10个间隔的时间t/s小车获得的速度vn小车速度的平方vn21w0.2000.220.2800.230.3000.240.4000.250.4500.2（5）从理论上讲，橡皮筋做的功wn和物体速度vn变化的关系应是:wn 。请你运用数据表中测定的数据在下图所示的坐标系中作出相应的图象验证理论的正确性；以下各物理量单位均是国际基本单位。参考答案【课堂导学】1. 重力; 弹力;是合力功，因为合力决定了加速度，加速度是跟速度变化有关的。2. 恒力 绳子拉力 重力 支持力 摩擦力 纸带对小车的拉力；绳子拉力和摩擦力 纸带对小车的拉力远大于 ； 平衡摩擦力； 把长木板的一端垫高，直到不系橡皮筋的情况下小车能够拖动纸带匀速下滑，小车的重力沿斜面向下的分量平衡了小车下滑过程中受到的阻力；平衡摩擦的过程需要挂上纸带；纸带上打的点迹分布均匀。测出重物质量 小车位移 天平 刻度尺匀加速直线运动 0 测量纸带上的点计算小车速度3. 变力 需要平衡摩擦 不要挂上橡皮筋 橡皮筋对小车的拉力是变力，无法求出做功的数值，可以采用改变橡皮筋的条数，并且让橡皮筋的伸长量均与第一次的伸长量相等，这样橡皮筋对小车做的功就与橡皮筋的数量成正比不管是用一根橡皮筋还是用多根橡皮筋拉小车，每次每根橡皮筋的伸长量必须是相同的，而且所有的橡皮筋必须是同种型号。橡皮筋恢复原长之前，小车做加速度逐渐减小的加速运动，到橡皮筋恢复原长后小车将做匀速直线运动；初速度是零；测量纸带上点迹分布均匀部分来计算小车末速度画图，如果图像是一条直线，表明；如果不是直线，可考虑是否存在、等关系【典例分析】例题1：（1）刻度尺; （2）把木板的末端垫起适当高度以平衡摩擦力 （3）点距均匀的ef（4）2w、3w、4w、5w（5）vn2； 图象如图，橡皮筋做的功10个间隔的距离x/m10个间隔的时间t/s小车获得的速度vn小车速度的平