高中物理人教版第七章机械能守恒定律实验探究功与速度变化的关系

探究功与物体速度变化的关系一、教学目标知识与技能1、会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。2、学习利用物理图象探究功与物体速度变化的关系。过程与方法通过用纸带与打点计时器来探究功与速度的关系，体验知识的探究过程和物理学的研究方法。情感、态度与价值观通过实验探究，体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观。二、教学重点学习探究功与速度变化关系的物理方法，并会利用图象法处理数据。三、教学难点实验数据的处理方法――图象法。四、教学过程◆引入部分【引入】前面几节课研究了重力做功与重力势能的关系，从而确立了重力势能的表达式。探究了弹力做功与弹性势能的关系，从而确立了弹性势能的表达式。这一节和下一节我们来探究功与物体动能的关系。我们知道物体的动能和速度有关，物体的速度变化又与它受的力有关，我们还不能马上研究力对物体做的功和动能的关系，这节课先来研究力对物体做的功和速度变化的关系。请同学们阅读教材“探究的思路”部分，回答下面的问题：（1）探究过程中，我们是否需要测出橡皮筋做功的具体数值？是否需要测出各次小车速度的具体数值？可以怎么做？（2）每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要求？为什么？（3）小车获得的速度怎样计算？（4）实验完毕后，我们用什么方法分析橡皮筋对小车作的功和小车速度的关系？【学生活动】认真阅读教材，思考问题并回答。【教师讲解】（1）简单介绍仪器和探究过程（画草图）（2）探究过程中要注意的几个问题。实验中橡皮筋的弹力做功不便于用公式计算，然而改变橡皮筋的条数，保持小车相同的运动距离（实际操作中也就是是使每次实验中橡皮筋拉伸的长度都保持一致），则弹力功的大小与橡皮筋的条数成正比。小车获得的速度可以有纸带和打点计时器测出，橡皮筋在恢复原长时小车的加速度为零，也就是做匀速运动，我们要算的就是作匀速运动的速度，也就是取纸带上点的间隔相同的部分算速度。以橡皮筋对小车做的功为纵坐标，小车获得的速度为横坐标，以第一次实验时的功W为单位，作出W-v曲线，即功－速度曲线。◆探究过程【教师活动】1、摆放好装置，做平衡摩擦力的操作讲解：小车在运动的过程中，要受到摩擦力的作用，会引起实验误差，应该把长木板的一端垫高，平衡摩擦力，轻推小车，观察小车是否做匀速运动，可以确定平衡的情况。2、用一条橡皮筋做实验，得到纸带。简单讲解如何算速度。【学生活动】1、每两个组为一个实验小组，做实验。2、展示实验结果。3、分析产生误差的原因。◆小结【教师活动】1、点评各组同学实验的情况。2、分析误差原因：橡皮筋的长度粗细不易，使橡皮筋的拉力与橡皮筋的条数不成正比。小车受力为零的位置不一定都在设点的B点。由于小车不受拉力的位置不一定在B点，这就使拉力W与橡皮筋的条数不成正比，而作图象时纵坐标的单位长度依然将功与橡皮筋的条数按正比关系取值，这样使作出的W、v各对应点的分布与W-v函数图像发生偏离。小车质量小，二橡皮筋拉力较大时，小车的速度就比较大，加之实验次数少，所以取的点数也少，使W、v各对应点近似成线性分布。可以从两方面解决：实验时在小车中加砝码，增大小车的质量，使小车速度不致过大；画图象时加大纵坐标