江蘇省江陰市山觀高級中學高中物理 7.6實驗：探究功與速度變化的關(guān)系學案（無答案）新人教版必修2

1、7.6實驗：探究功與速度變化的關(guān)系 【學習目標】1、會用打點計時器打下的紙帶計算物體運動的速度。2、學習利用物理圖像探究功與物體速度變化的關(guān)系。3、通過用紙帶與打點計時器來探究功與物體速度相關(guān)量變化的關(guān)系，體驗知識的探究過程和物理學的研究方法?！緦W習重點】探究功與物體速度變化的關(guān)系的物理方法倍增法，并會利用圖像法處理數(shù)據(jù)?！緦W習難點】實驗數(shù)據(jù)的處理方法圖像法【學習過程】學習任務(wù)1：動能的探究思考： 初中學習知道物體由于運動而具有動能，可以肯定動能與速度有關(guān)，而且“速度v越大，動能Ek也越大”。那么動能是與速度的一次方成正比呢，還是與速度的二次方成正比？或者它們之間具有更復雜的函數(shù)關(guān)系？問題：

2、前面的學習中分別通過什么途徑獲得重力勢能、彈性勢能的表達式的？受此啟發(fā)能否也沿襲這一思路來探究動能與速度的關(guān)系呢？結(jié)論： 對物體做功意味著物體的速度發(fā)生變化-通過實驗探究力對物體做的功與物體速度變化的關(guān)系，找到動能表達式的線索。學習任務(wù)2：探究的思路閱讀教材： P69“探究的思路”部分實驗裝置：問題1： 是否需要橡皮筋做功的具體數(shù)值？為什么？問題2： 為了達到各次實驗中橡皮筋做的功成倍增加，即實現(xiàn)倍增，對各次實驗中橡皮筋的伸長量有什么要求？你想出了什么辦法？問題3： 小車運動中會受到阻力，可以采用什么方法進行補償？問題4： 小車獲得的速度怎樣計算？問題5： 實驗完畢后，用什么方法分析橡皮筋對小

3、車做的功與小車速度的關(guān)系？問題6： 如何在坐標紙上建立兩軸物理量？如何確定適當?shù)臉硕?？學習任務(wù)3：探究的過程實驗步驟：1. 先將木板置于水平桌面，然后在釘有鋼釘?shù)拈L木板上，放好實驗小車。2. 把打點計時器固定在木板的一端，將紙帶穿過打點計時器的限位孔，紙帶一端夾緊在小車的后端，打點計時器接電源。3. 過兩釘中垂線上的適當位置作兩釘?shù)钠叫芯€，交中垂線于O點，作為小車每次運動的起始點。4. 使用一根橡皮筋時，將小車的前端拉到O點，接通電源，打點計時器打點，釋放小車，小車離開木板前適時使小車制動，斷開電源，取下紙帶。重復本項前面的過程，選出點跡清晰的紙帶。求出小車獲得的速度。5. 換用同樣材料、粗細

4、、長度的兩根、三根、六根橡皮筋，依照4項的方法，分別進行實驗。得出各次實驗中小車分別獲得的速度。6. 以功為縱軸（第一次橡皮筋做的功為縱軸的單位長度），以速度為橫軸，建立坐標系，用描點法作出圖像，看看是否是正比例圖像，若不是，功與速度的哪種相關(guān)量（的變化量）是正比的，功就與速度的這種相關(guān)量（的變化量）具有確定的函數(shù)關(guān)系。學習任務(wù)4：數(shù)據(jù)處理例：在“探究功與速度變化的關(guān)系”的實驗中：(1)如果實驗中得到一條如圖所示的紙帶，應(yīng)用_段計算 小車獲得的速度。(2)某同學在探究功與物體速度變化的關(guān)系時得到了W與v的一組數(shù)據(jù)，請你對這些數(shù)據(jù)進行處理，并確定W與v之間的關(guān)系為 W0.001.002.003.

5、004.005.006.00v(m/s)0.000.801.101.281.531.761.89v20.000.641.211.642.343.103.57(3)如果根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的Wv2圖象如圖所示，出現(xiàn)這種情況的原因是：_?！菊n后作業(yè)】（ ）1、通過前面的學習，我們知道，重力勢能的變化與重力做功密切相關(guān)，彈性勢能的變化與彈力做功密切相關(guān)。那么，請你猜測動能的變化與什么力做功密切相關(guān)呢？A動力 B阻力C合外力 D不能確定（ ）2、在探究功與物體速度變化的關(guān)系實驗中作出Wv圖象如圖所示，哪一個是符合實際的A B C D3、如圖所示的實驗裝置，可用于探究力對靜止物體做功與物體獲得速度的關(guān)系。(

6、1)選用同樣的橡皮筋，每次在同一位置釋放小車，如果用 1條橡皮筋進行實驗時，橡皮筋對小車做的功為W；用2條橡皮筋進行實驗時，橡皮筋對小車做的功為 _W。(2)小車運動中會受到阻力，在實驗中應(yīng)如何操作以消除這種影響_。4、下面是本實驗的步驟，其合理順序是_。將小車拉至圖中C處，使AB和BC間距離大致相等，接通打點計時器電源，放開小車，小車帶動紙帶運動，打下一系列的小點，由紙帶分析求出小車通過B位置時的速度v，設(shè)第1次橡皮筋對小車做的功為W。作出Wv、Wv2的圖象，分析圖象的特點，得出結(jié)論。如圖所示，先固定打點計時器，在長木板的兩側(cè)A處釘兩個小釘，小車放在B處掛上一根橡皮筋(即圖示情況)，使橡皮筋

7、處于自由長度。用2條、3條同樣的橡皮筋進行第2次、第3次 實驗，每次實驗保持橡皮筋拉伸的長度不變，用同樣的方法測出v2、v3記下2W、3W記入表格。5、某同學利用圖(甲)探究力對物體做的功與物體速度的關(guān)系，得到了下表的數(shù)據(jù)：實驗次數(shù)12345橡皮筋條數(shù)13457小車速度v/(ms1)0.711.231.421.581.71(注：每條橡皮筋拉長的長度都一樣)(1)由表可得出定性結(jié)論：_。(2)設(shè)一條橡皮筋拉長到固定長度所做功為W0，大致畫出橡皮筋所做的功W與小車速度v的圖象。(畫在圖(乙)中)(3)由圖大致可判斷出W與v的關(guān)系是_。(4)填寫下表的空白部分實驗次數(shù)12345橡皮筋做功W0v/(m2s2)W與v的關(guān)系6、為了探究功與物體速度變化的關(guān)系，某同學做了如下實驗，他讓滑塊在某一水平面上滑行，利用速度采集器獲取其初速度v，并測量出不同初速度的最大滑行距離x，得到下表所示幾組數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)組123456v/(ms1)00.160.190.240.300.49x/m00.0450.0750.1110.1630.442(1)一同學根據(jù)表中數(shù)據(jù)，作出xv圖象如