《實驗：探究功與速度變化的關(guān)系》名師課件

探究：功與速度的變化關(guān)系授課教師：青海省平安縣第一高級中學(xué)祁公民課標(biāo)解讀

1.領(lǐng)會實驗的設(shè)計思路，經(jīng)歷探究學(xué)習(xí)情感體驗過程；

2.知道用一根橡皮筋所做功為“單位功”，理解小車勻速運(yùn)動階段測量速度比較合理；

3.能進(jìn)行實驗操作，會采集實驗數(shù)據(jù)，理解實驗數(shù)據(jù)處理時尋找W與v關(guān)系的方法。課標(biāo)解讀知識精講一、新課引入一個質(zhì)量為1kg的物體無初速度放在光滑的水平面上，在水平拉力F=10N的作用下做勻加速直線運(yùn)動，求t=1s時：（1）求t=1s時的末速度v。（2）求物體在t=1s內(nèi)拉力F做的功。題圖顯隱FGFNFNGFLt總結(jié)：合力做功將會引起物體速度的變化。二、實驗探究

目的：探究合力做功與速度變化的關(guān)系猜想：1.用什么實驗器材測量速度？怎么測？

2.測量功需要測什么物理量，用什么實驗器材測量，怎么測？

3.怎么通過一個實驗同時測出速度和功呢？提示：1.測速度：打點計時器打出的紙帶進(jìn)行計算。2.測量功：彈力做功是變力做功，所以求解時應(yīng)用倍增功代替具體數(shù)值功。用幾根相同的橡皮筋拉動小車運(yùn)動，

一根橡皮筋做功為W，兩根橡皮筋做功為2W，三根橡皮筋做功為3W……，用倍數(shù)功代替做功的具體數(shù)值。獲得的速度通過打點計時器打出的紙帶計算得出.實驗原理：（平衡摩擦力后）彈力做功階段物體做加速運(yùn)動彈力做功完畢階段物體做勻速直線運(yùn)動

相鄰亮點間距離相等，速度相等，且速度可根據(jù)v=

x/0.02s求得，也是物體在拉力作用下獲得的最大速度。xxxx平衡摩擦原理F阻FGF阻FNFF2F1注意：要想使合力做功等于拉力做功，需平衡摩擦力，方法是將遠(yuǎn)離滑輪的一端墊高，使重力沿斜面向下的分力等于摩擦力。橡皮筋小車打點計時器紙帶木板鐵釘實驗儀器2.2.5實驗操作：平衡摩擦力將小車在1根皮筋的作用下拉開一定的距離L，彈出后皮筋做的功記為W，并用紙帶記錄打點的情況，得到最大速度v1。第二、第三、……操作分別用2根、3根、……同樣的橡皮筋，并使小車從同樣的位置L被彈出，彈出后皮筋做的功為第一次的2倍、3倍、……即為：2W、3W、……，最大速度分別為v2、v3、……。優(yōu)教提示打開工具欄，點擊“課件素材”，選取“實驗演示：探究功與速度變化的關(guān)系”2.2.6數(shù)據(jù)處理：第一條第二條第三條第四條第五條速度vv1v2v3v4v5拉力做的功WW2W3W4W5W根據(jù)紙帶將測量數(shù)據(jù)填入下表在電子表格中建立W-v圖像、W-v2圖像、W-v3圖像、W-圖像，根據(jù)圖像判斷功W與速度v的關(guān)系。結(jié)論：功與速度的二次方成正比。能力突破【典例1】

“探究功與速度變化的關(guān)系”的實驗裝置如圖所示，當(dāng)小車在一條橡皮筋作用下彈出時，橡皮筋對小車做的功記為W；當(dāng)用2條、3條、4條……完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次、第4次……實驗時，橡皮筋對小車做的功記為2W、3W、4W……每次實驗中小車獲得的最大速度可由打點計時器所打出的紙帶測出．打點計時器必須用交流電；實驗必須平衡摩擦力；每次實驗小車必須從同一位置由靜止彈出.（1）關(guān)于該實驗，下列說法正確的是______.A.打點計時器可以用干電池供電B.實驗儀器安裝時，可以不平衡摩擦力C.每次實驗小車必須從同一位置由靜止彈出D.利用每次測出的小車最大速度vm和橡皮筋做的功W，依次作出W-vm、W-vm2、W-vm3、W2-vm、W3-vm……的圖象，得出合力做功與物體速度變化的關(guān)系題圖顯隱（2）如下圖示，給出了某次實驗打出的紙帶，從中截取了測量小車最大速度所用的一段紙帶，測得A、B、C、D、E相鄰兩點間的距離分別為AB＝1.48cm，BC＝1.60cm，CD＝1.62cm，DE＝1.62cm；已知相鄰兩點打點時間間隔為0.02

s，則小車獲得的最大速度vm＝_____m/s.（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

求小車最大速度，選用哪段紙帶運(yùn)算合適？0.81規(guī)律

方法

技巧

1.平衡摩擦力：將木板一端墊高，使小車重力沿斜面向下的分力與摩擦阻力平衡．方法是輕推小車，由打點計時器打在紙帶上的【典例2】

如圖所示是某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)做探究“橡皮筋做功和物體速度變化的關(guān)系”的實驗，圖中是小車在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行的情形．這時，橡皮筋對小車做功記為W.當(dāng)用2條、3條、…、n條完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次、…、第n次實驗時，每次橡皮筋都被拉伸到同一位置釋放．小車每次實驗中獲得的速度可以由打點計時器所打的紙帶測出，圖甲為某次（3）每次實驗得到的紙帶上的點分布不都是均勻的，為了測量小車最終的末速度,應(yīng)選用紙帶的________________部分進(jìn)行測量.每相鄰兩點等距

（4）下面是本實驗的數(shù)據(jù)記錄及數(shù)據(jù)處理表.從理論上講，橡皮筋做的功Wn與物體獲得的速度vn之間的關(guān)系是Wn∝______，請你運(yùn)用表中的數(shù)據(jù)在如圖乙所示的坐標(biāo)系中作出相應(yīng)的圖象，以驗證理論的正確性．實驗次數(shù)橡皮筋做的功Wn（J）10個等距點間距離s（m）10個等距點的時間T（s）小車末速度vn（m/s）小車速度平方vn2（m2/s2）1W1＝W0.2000.21.001.002W1＝2W0.2820.21.411.993W3＝3W0.3000.21.502.254W4＝4W0.4000.22.004.005W5＝5W0.4580.22.245.02vn2規(guī)律

方法

技巧實驗常見誤區(qū)：

1.不平衡摩擦力因而沒有消除摩擦力對小車做功的影響；

2.不會選取紙帶上間距大且均勻的點計算小車速度；

3.不清楚實驗原理及數(shù)據(jù)處理技巧，認(rèn)為必須測出橡皮筋具體做功的值才能驗證；

4.沒有