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1、第六节：探究功与速度变化的关系第六节：探究功与速度变化的关系v问题1：到现在为止，我们已经定量研究了哪几种能量？它们与对应力的功有什么关系？它们都是怎样得出表达式的？重力势能重力势能重力做功重力做功W WG GE EP1P1E EP2P2弹力做功弹力做功弹性势能弹性势能W WF FE EP1P1E EP2P2v问题2: 动能是与物体_有关的能量。即与物体的_有关，速度的变化又与它的受力有关，按照我们已经使用过的研究思路，要得出动能的表达式，必然也是通过探究_得出。因此可以通过实验探究功与_的关系，希望由此找到动能表达式的线索。运动运动速度速度力的功力的功速度变化速度变化弹性势能弹性势能重力势能
2、重力势能动能动能重力做功重力做功弹力做功弹力做功外力做功外力做功速度速度W WG GE EP1P1E EP2P2W WF FE EP1P1E EP2P2v学习目标学习目标v1、知识与技能、知识与技能v（1）会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度；v（2）学习利用物理图像探究功与物体速度变化的关系。v2、过程与方法：、过程与方法：通过用纸带与打点计时器来探究功与物体速度相关量变化的关系，体验知识的探究过程和物理学的研究方法。v3、情感态度与价值观：、情感态度与价值观：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”的科学理念。v【教学重点【教学重点】v学习探究功
3、与物体速度变化的关系的物理方法倍增法，并会利用图像法处理数据。v【教学难点【教学难点】v实验数据的处理方法图像法v一：提出预案一：提出预案v设计出一个实验方案，能够探究合力的功与物体速度变化的关系，先说需要什么器材，再说明怎样安装器材。v方案1：v方案2：v二：确定方案二：确定方案主要从合理性、科学性、可行性等方面进行分析,经过讨论、归纳、整理选出实验方案。方案2：实验目的：通过实验探究橡皮筋对小车实验目的：通过实验探究橡皮筋对小车做功与小车速度的关系做功与小车速度的关系实验器材：橡皮筋、小车、木板、打点实验器材：橡皮筋、小车、木板、打点计时器、纸带、铁钉等计时器、纸带、铁钉等橡皮筋橡皮筋小车
4、小车打点计时器打点计时器纸带纸带木板木板铁钉铁钉探探 究究 的的 思思 路路1 1、测量橡皮筋对小车做的功、测量橡皮筋对小车做的功W W 2 2、测量由于橡皮筋做功而使小车获得、测量由于橡皮筋做功而使小车获得的速度的速度v v 3 3、数据处理，寻找、数据处理，寻找W W与与v v的关系的关系v探究1：测量橡皮筋对小车做的功测量橡皮筋对小车做的功W Wv（1）探究过程中，我们是否需要测出橡皮筋做功的具体数值？ 可以怎么做？ 不需要不需要 设法让橡皮筋每次对小车做的功分别为设法让橡皮筋每次对小车做的功分别为 W、2W、3W v（2）每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要求？为什么？v相同相同v因为只
5、有第二次用因为只有第二次用两条两条完全相同的橡皮筋，完全相同的橡皮筋，并联起来栓到小车上拉小车，且使并联起来栓到小车上拉小车，且使每条橡皮每条橡皮筋的伸长都和第一次的伸长量一样筋的伸长都和第一次的伸长量一样，拉力做，拉力做的功才为的功才为2W2W。依次类推，并联依次类推，并联三条、四三条、四条条橡皮筋，且拉伸的长度都一样，做的橡皮筋，且拉伸的长度都一样，做的功为功为3W3W、4W4W （3）小车在木板上运动时还会受到什么力?可以采用什么方法进行补偿？ 小车还会受到摩擦阻力小车还会受到摩擦阻力 将平板安装有打点计时器的一端适当垫高，将平板安装有打点计时器的一端适当垫高，调整高度，直至轻推小车后使
6、小车恰能在板调整高度，直至轻推小车后使小车恰能在板上做匀速直线运动为止。上做匀速直线运动为止。v探究探究2：测量由于橡皮筋做功而使小车获得的速度v（1）是否需要测出各次小车速度的具体数值？是否需要测出各次小车速度的具体数值？小车获得的速度怎样计算？小车获得的速度怎样计算？v需要需要利用打点计时器打出的纸带利用打点计时器打出的纸带, ,根据位根据位移与时间的关系式：移与时间的关系式：x=vtx=vt可求出小车的可求出小车的速度。速度。v（2 2）纸带上的点距并不都是均匀的，应该采）纸带上的点距并不都是均匀的，应该采用哪些点距来计算小车的速度？为什么？用哪些点距来计算小车的速度？为什么？v取点迹清
7、晰且间距均匀的部分，取点迹清晰且间距均匀的部分，在橡皮在橡皮筋的弹力消失后，小车的运动是匀速运动。筋的弹力消失后，小车的运动是匀速运动。探究探究3 3：数据处理，寻找：数据处理，寻找W W与与v v的关系的关系v实验完毕后，我们用什么方法分析橡皮筋对实验完毕后，我们用什么方法分析橡皮筋对小车做的功和小车速度的关系？为什么？小车做的功和小车速度的关系？为什么？v方法一：计算法方法一：计算法 方法二：图像法方法二：图像法比较麻烦比较麻烦简便直观，可以减少偶然简便直观，可以减少偶然误差误差参考实验步骤参考实验步骤1、按图装好实验器材，把木板稍微倾斜，平衡阻力、按图装好实验器材，把木板稍微倾斜，平衡阻
8、力2、先用一条橡皮筋做实验，把橡皮筋拉长到一定的位置，理、先用一条橡皮筋做实验，把橡皮筋拉长到一定的位置，理好纸带，接通电源，释放小车。好纸带，接通电源，释放小车。3、换用纸带，改用、换用纸带，改用2条、条、3条条同样的橡皮筋进行实验，保同样的橡皮筋进行实验，保持每次实验中橡皮筋拉长的长度相同。持每次实验中橡皮筋拉长的长度相同。4 4、由纸带算出小车获得的速度，把小车第一次获得的功计为、由纸带算出小车获得的速度，把小车第一次获得的功计为W W，第第2 2次，第次，第3 3次次计为计为2W2W，3W 3W 5 5、对测量数据进行估算，大致判断两个量可能的关系，然后、对测量数据进行估算，大致判断两
9、个量可能的关系，然后以以W W为纵坐标，为纵坐标，v v，v v2 2（或其它）为横坐标作图。（或其它）为横坐标作图。W v /(m/s)1234560.80 1.10 1.281.53 1.761.89W- -v图图00为什么图象会通过为什么图象会通过原点原点? ?W- -v2图图W v2/(m2s -2)0010.64 21.2131.6442.3453.1063.57结论：表明在物体结论：表明在物体初速度为零时初速度为零时W与与 v2 成正比成正比 结结 论论橡皮筋的弹力对小车做的功，与速度的橡皮筋的弹力对小车做的功，与速度的平方成正比平方成正比注：这里的弹力就是物体受到的合外力注：这里
10、的弹力就是物体受到的合外力 因为小车从静止开始运动，初速度为零，因为小车从静止开始运动，初速度为零，末速度就是小车速度的变化。末速度就是小车速度的变化。拓展：如果小车的初速度不为零，功与拓展：如果小车的初速度不为零，功与速度之间应该有什么样的关系？速度之间应该有什么样的关系？v知识总结：知识总结：v1、利用纸带与打点计时器，来探究功与物体速度变化的关系，经历了知识的探究过程。v2、学习了物理学的研究方法倍增法，并会利用图像法处理数据。v【夯实基础】【夯实基础】v1. 本节是一个探究性实验，探究的目的是（ ）v A. 探究力与物体运动速度的关系 v B. 探究力与物体运动加速度的关系 v C.
11、探究力对物体做的功与物体加速度变化的关系v D. 探究力对物体做的功与物体速度变化的关系Dv2、关于探究功与物体速度变化的关系实验中，下列叙述正确的是( )vA、每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值 vB、每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致 vC、放小车的长木板应该尽量使其水平 vD、先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出Dv3.在“探究功与物体速度变化的关系”实验时，以下应保持不变的是（ ）vA.每次实验把橡皮筋拉伸的长度 B.橡皮筋的规格 C.橡皮筋的根数 D.小车的质量ABDv4. 在“探究功与物体速度变化的关系”实验中，小车会受到阻力，可以使木板倾斜作为补偿，则下面操作正确的是（ ）vA.使拖着纸带的小车由静止释放，下车不下滑即可vB. 使拖着纸带的小车由静止释放，下车下滑即可vC.沿木板向下推拖着纸带的小车，放手后打点计时器在纸上打下的点距均匀即可vD.以上说法都不对Cv5. 实验中我们应测量小车的什么速度 （ ）vA 、平均速度vB 、加速阶段的平均速度vC 、任一点的瞬时速度vD 、匀速阶段的瞬时速度Dv课后思考：v如果物体的初速度不为零，功与速度变化的关系又是怎样的呢？v你能运用已学的知识，通过理论推导的方法，得出功与速度变化的关系来吗？