7.4實(shí)驗(yàn)探究動(dòng)能定理—2021屆高中物理一輪復(fù)習(xí)教案（必修二）

1、第三節(jié) 實(shí)驗(yàn)：探究動(dòng)能定理【復(fù)習(xí)目標(biāo)】1.知道實(shí)驗(yàn)原理，能據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。 2.熟悉實(shí)驗(yàn)過程，掌握實(shí)驗(yàn)方法并能處理好實(shí)驗(yàn)過程中的注意事項(xiàng)。3.把握科學(xué)精神，掌握科學(xué)方法、提升學(xué)生實(shí)際動(dòng)手操作能力?！緩?fù)習(xí)重難點(diǎn)】1.重點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)原理和數(shù)據(jù)處理。2.難點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)?！緩?fù)習(xí)方法】講授法、實(shí)驗(yàn)法、討論法、練習(xí)法，提問法等【復(fù)習(xí)課時(shí)】 1課時(shí)【復(fù)習(xí)過程】一.實(shí)驗(yàn)基本知識(shí)點(diǎn)1. 請(qǐng)同學(xué)們學(xué)生自主復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)處理方法等打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶橡皮筋圖(1)2. 實(shí)驗(yàn)原理探究功與動(dòng)能變化的關(guān)系，可通過改變力對(duì)物體做的功，測出力對(duì)物體做不同的功時(shí)物體的速度，

2、為簡化實(shí)驗(yàn)可將物體初速度設(shè)為零，由如圖(1)所示的裝置實(shí)驗(yàn)，通過增加橡皮筋的條數(shù)使橡皮筋對(duì)小車做的功成倍的改變，再利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶來測量相應(yīng)的每次小車的末速度3. 實(shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、小車、電源及導(dǎo)線、橡皮筋、刻度尺、長木板、鐵釘?shù)认鹌そ畹臈l數(shù)橡皮筋做的功位移x/m時(shí)間t/s速度v速度的平方v2速度的平方根1W22W33W44W55W66W4. 實(shí)驗(yàn)步驟1) 按圖(1)安裝實(shí)驗(yàn)器材，同時(shí)平衡摩擦力2) 先用1條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測出小車獲得的速度v1，設(shè)此次1條橡皮筋對(duì)小車做的功為W1，將這組數(shù)據(jù)記入表格3) 用2條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長度與第一次相同，橡皮筋對(duì)小

3、車做的功為2W1，測出小車獲得的速度v2，將這組數(shù)據(jù)記入表格4) 用3條、4條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，用同樣的方法測出功和相應(yīng)的速度，記入表格5. 數(shù)據(jù)的分析、處理及結(jié)論1) 以1條橡皮筋做的功為單位，作出Wv2的圖像2) 結(jié)論：在誤差允許的范圍內(nèi)，Wv2的圖像是一條通過原點(diǎn)的直線，即：Wv26. 注意事項(xiàng)1) 必須平衡摩擦力 2）應(yīng)選紙帶上均勻分布的點(diǎn)測小車速度二.重難點(diǎn)解析及學(xué)法指導(dǎo)1. 本實(shí)驗(yàn)的目的是探究外力的功與速度變化量之間的比例關(guān)系，催生出本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的 “巧妙”之處，即通過改變橡皮筋的條數(shù)成倍的改變外力對(duì)小車做的功，而不必測出每次做功的具體數(shù)值。2. 實(shí)驗(yàn)步驟中必須平衡摩擦力；數(shù)據(jù)處理中必須

4、選紙帶上勻速運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)跡計(jì)算小車獲得的速度，Wv2的圖像是一條通過原點(diǎn)的直線。例1：某興趣小組在做“探究做功和物體速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)前，提出了以下幾種猜想：Wv, Wv 2, W。他們的實(shí)驗(yàn)裝置如圖(2)所示，實(shí)驗(yàn)中獲得的數(shù)據(jù)如下：橡皮筋的條數(shù)橡皮筋做的功位移x/cm時(shí)間t/s速度v/m/s速度的平方 v2速度的平方根1W7.920.080.990.980.9922W11.120.081.391.941.1833W13.760.081.722.951.3144W15.840.081.983.921.4155W18.240.082.285.221.5166W19.360.082.425.881.

5、55打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶橡皮筋圖(2)（1） 本實(shí)驗(yàn)的主要器材有：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、小車、電源及導(dǎo)線、天平、橡皮筋、刻度尺、長木板、鐵釘、秒表等，其中不需要的器材是： （2） 因方木板不可能絕對(duì)光滑，故在安裝如圖所示的方木板時(shí)，必須進(jìn)行的一步操作是： （3） 在測量小車獲得的速度時(shí)，必須選紙帶上點(diǎn)跡分布均勻的部分計(jì)算，其理由是： （4） 某同學(xué)據(jù)表中的測量數(shù)據(jù)作出了Wv的圖像，如圖(3)所示，發(fā)現(xiàn)其圖像不是一條直線，可知Wv的猜想是否正確？ 。欲想得到一條直線，分析表中的數(shù)據(jù)，選擇合適的坐標(biāo)軸和單位長度，在圖(4)中作圖。圖(4)（5） 據(jù)圖(4)中的圖像可知，本實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是： WOv圖(3)例2：某實(shí)驗(yàn)

6、小組采用圖(5)所示的裝置探究“動(dòng)能定理”，圖中小車中可放置砝碼，實(shí)驗(yàn)中，小車碰到制動(dòng)裝置時(shí)，鉤碼尚未到達(dá)地面，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作頻率為 50 Hz. 圖(5)鉤碼長木板滑輪 細(xì)線 小車 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 紙帶 （1）實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下，請(qǐng)?jiān)跈M線上補(bǔ)充完整。 在小車中放入砝碼，把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在小車后端，用細(xì)線連接小車和鉤碼； 將小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近， ， ，小車拖動(dòng)紙帶，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一列點(diǎn)， ； 改變鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量，更換紙帶，重復(fù)的操作。 （2）圖(6)中所示的是鉤碼質(zhì)量為 0.03 kg ，砝碼質(zhì)量為 0.02 kg 時(shí)得到的一條紙帶，在紙帶上選擇起始點(diǎn) 0 及 A 、

7、B 、 C 、 D 和 E 五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，可獲得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到 0 的距離 5 及對(duì)應(yīng)時(shí)刻小車的瞬時(shí)速度 v ，請(qǐng)將 C 點(diǎn)的測量結(jié)果填在表 1 中的相應(yīng)位置 . 紙帶運(yùn)動(dòng)方向O A B C D E0cm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 圖(6) （3）在小車的運(yùn)動(dòng)過程中，對(duì)于鉤碼、砝碼和小車組成的系統(tǒng)， 做正功， 做負(fù)功 . （4）實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出了圖(7)中的圖線（其中 v 2 = v 2 - v 0 2 ），根據(jù)圖線可獲得的結(jié)論是 . 要驗(yàn)證“動(dòng)能定理”，還需要測量的物理量是摩擦力和 簡述測摩擦力的方法 （5）為了簡化實(shí)驗(yàn)，在本實(shí)驗(yàn)操作步驟中只需增加一步操作，就可不必測摩擦力。所增

8、加的這步操作是: 測量點(diǎn)s/cmv/（m·s1）O0.000.35A1.510.40B3.200.45C_D7.150.54E9.410.60v2/m2s-20 2 4 6 8 10 s/m圖(7)0.200.150.100.050.25表一：紙帶的測量結(jié)果三.課堂小結(jié)：1. 本實(shí)驗(yàn)操作中要注意必須平衡摩擦力2. 數(shù)據(jù)處理中應(yīng)選紙帶上均勻分布的點(diǎn)測小車速度四.課后作業(yè)：【板書設(shè)計(jì)】第三節(jié) 實(shí)驗(yàn)：探究動(dòng)能定理1. 實(shí)驗(yàn)原理測出力對(duì)物體做不同的功時(shí)物體的速度，通過增加橡皮筋的條數(shù)使橡皮筋對(duì)小車做的功成倍的改變，再利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶來測量相應(yīng)的每次小車的末速度2. 實(shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、小車、電源及導(dǎo)線、橡皮筋、刻度尺、長木板、鐵釘?shù)?. 實(shí)驗(yàn)步驟（略）4. 數(shù)據(jù)的分析、處理及結(jié)論1) 以1條橡皮筋做的功為單位，作出Wv2的圖像2) 結(jié)論：在誤差允許的范圍內(nèi)，Wv2的圖像是一條通過原點(diǎn)的直線，即：Wv25. 注意事項(xiàng)1) 必須平衡摩擦力 2）應(yīng)選紙帶上均勻分布的點(diǎn)測小車速度6. 例題解析（略）7. 課后作業(yè)：【教后反思】例題參考答案例1：（1） 天平 秒表 （2） 平衡摩擦力 （3） 彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為小車動(dòng)能，小車勻速運(yùn)動(dòng)（4）不正確 略 （5）橡皮筋對(duì)小車做的功與小車速度的平