高中物理人教版高中必修第七章機(jī)械能守恒定律探究功與速度的變化關(guān)系

探究功與速度的變化關(guān)系教材分析與教學(xué)重點(diǎn)學(xué)情分析與教學(xué)難點(diǎn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)過(guò)程一、教材分析與教學(xué)重難點(diǎn)重力做功的特點(diǎn)和重力勢(shì)能的表達(dá)式彈力做功和彈性勢(shì)能變化的關(guān)系動(dòng)能與速度大小有關(guān)功速度二、學(xué)情分析和教學(xué)難點(diǎn)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程（引入）小游戲大道理請(qǐng)同學(xué)們用老師設(shè)計(jì)的弓箭，射擊目標(biāo)靶觀察并思考看到的現(xiàn)象游戲中的發(fā)現(xiàn)1、箭沒(méi)有射擊靶，主要是因?yàn)闆](méi)有獲得足夠大的初速度

2、發(fā)射距離不變的情況下，一根橡皮筋沒(méi)有使弓箭獲得相應(yīng)的速度，而多根橡皮筋使弓箭有了相應(yīng)的速度3、橡皮筋做的功與弓箭射出時(shí)的速度有什么關(guān)系？知識(shí)探究方案一借助恒力做功探究功與速度變化的關(guān)系1.原理重物通過(guò)滑輪牽引小車(chē)，當(dāng)小車(chē)的質(zhì)量比重物大得多時(shí)，可以把重物所受的

當(dāng)做小車(chē)受到的牽引力.如圖1所示.圖1與改變重物的質(zhì)量或者改變小車(chē)運(yùn)動(dòng)的

，也就改變了牽引力做的功，從而探究牽引力做的功小車(chē)獲得的速度間的關(guān)系.距離重力方案二借助變力做功探究功與速度變化的關(guān)系1.原理使小車(chē)在橡皮筋的作用下彈出，如圖2所示.圖2探究思路（1）我們是否必須測(cè)出橡皮筋做功的具體數(shù)值？我們用每次增加橡皮筋的條數(shù)來(lái)改變功的大小。橡皮筋的拉力是變力，無(wú)法直接進(jìn)行測(cè)量計(jì)算。知道比例關(guān)系也可以（2）如何改變每次做功的大?。刻骄恳?、橡皮筋對(duì)小車(chē)做功的測(cè)量方法拉伸長(zhǎng)度相同，保證每根橡皮筋做功相同（3）每次實(shí)驗(yàn)對(duì)橡皮筋的長(zhǎng)度有什么要求？如果一條橡皮筋對(duì)小車(chē)做功為W，則兩條橡皮筋做功為2W，三條為3W，依次類(lèi)推，每次做功都可以用W的倍數(shù)來(lái)表達(dá)。這種處理方法叫倍增法。探究思路探究一、橡皮筋對(duì)小車(chē)做功的測(cè)量方法探究二、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)器材：木板、小車(chē)、橡皮筋(若干）、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、電源、紙帶、釘子等探究思路GNfF思考1：小車(chē)在運(yùn)動(dòng)中，只有橡皮筋的拉力做功嗎？

探究思路斜面法平衡摩擦力GNfF小車(chē)能夠勻速運(yùn)動(dòng)！探究思路思考1：小車(chē)在運(yùn)動(dòng)中，只有橡皮筋的拉力做功嗎？

思考2：小車(chē)在平衡摩擦力后做什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)？先加速運(yùn)動(dòng)，再勻速運(yùn)動(dòng)探究思路取點(diǎn)跡清晰，間距較大且點(diǎn)距相等的一段，求出點(diǎn)距相等一段的平均速度，即為小車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)的速度，即小車(chē)加速后獲得的速度。

應(yīng)該選中間清晰均勻的點(diǎn)探究思路思考3：紙帶上的點(diǎn)，間距并不都是均勻的，應(yīng)該采用什么樣的點(diǎn)來(lái)計(jì)算小車(chē)速度，為什么？1．按圖裝好實(shí)驗(yàn)器材，把木板稍微傾斜，平衡阻力；2．先用一條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，把橡皮筋拉長(zhǎng)到一定的位置，理好紙帶，接通電源，釋放小車(chē)；3．換用紙帶，改用2條、3條……同樣的橡皮筋進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，保持每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉長(zhǎng)的長(zhǎng)度相同；4．由紙帶算出小車(chē)獲得的速度，把小車(chē)第一次獲得的功計(jì)為W，第2次，第3次……計(jì)為2W，3W

…實(shí)驗(yàn)步驟數(shù)據(jù)處理從得到的數(shù)據(jù)可看出：W越大,v越大猜一猜:W與v可能有何關(guān)系？如何找到功與速度的關(guān)系？數(shù)據(jù)處理改變橡皮筋的條數(shù)，橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功分別是一條橡皮筋做功時(shí)的相應(yīng)

，測(cè)出小車(chē)被彈出后的速度，能夠找到橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功與小車(chē)速度的關(guān)系.倍數(shù)2.實(shí)驗(yàn)步驟(1)按如圖2所示安裝儀器.(2)平衡摩擦力.(3)第一次先用一條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出小車(chē)獲得的速度v1，設(shè)此時(shí)橡皮筋彈力對(duì)小車(chē)做功為W，并將測(cè)得的數(shù)據(jù)記入表格.(4)換用2條、3條、4條……同樣的橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，并使橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度都和第一次相同，測(cè)出v2、v3、v4……，橡皮筋對(duì)小車(chē)做功分別為2W,3W,4W，…，將數(shù)據(jù)記入表格.3.數(shù)據(jù)處理(1)速度數(shù)值的獲得：實(shí)驗(yàn)獲得的是如圖3所示的紙帶，為探究橡皮筋彈力做功與小車(chē)速度的關(guān)系，需要測(cè)量的是彈力做功結(jié)束時(shí)小車(chē)的速度，即小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)的速度.所以，應(yīng)該在紙帶上測(cè)量的物理量是圖中間隔均勻的點(diǎn)A1、A3間的距離x，小車(chē)此時(shí)速度的表達(dá)式為v＝

，其中T是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期.圖3利用圖像可以找到兩個(gè)量的關(guān)系畫(huà)W－v圖像、W—v2圖像……WWWW數(shù)據(jù)處理4.注意事項(xiàng)(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇粗細(xì)、形狀、長(zhǎng)度、材料完全相同的橡皮筋.(2)每次實(shí)驗(yàn)時(shí)都讓小車(chē)從同一位置由靜止釋放，即保證每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度都保持一致.(3)實(shí)驗(yàn)中不必測(cè)出功和速度的具體數(shù)值，只要測(cè)出以后各次實(shí)驗(yàn)時(shí)做的功是第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的多少倍即可.(4)平衡摩擦力時(shí)，不要拴橡皮筋，但應(yīng)連著紙帶且接通電源.(5)打出的紙帶上的點(diǎn)間距并不都是均勻的，應(yīng)選取點(diǎn)