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1、“探究功与物体速度变化关系”教学设计探究功与物体速度改变的关系 【教学目标】 一、学问与技能 1、领悟探究功与物体速度改变关系的试验设计思路，经验探究学习的体验过程。 2、理解奇妙变更做功倍数的方法。 3、知道小车做匀速运动阶段测量速度比较合理。 4、能进行试验操作，会采集试验数据。 5、学会利用试验数据找寻w与v的关系。 二、过程与方法 通过本节课的学习，学会通过建立坐标系、描点、连线，利用图象找寻物理量之间的改变关系，并得到物理结论。 三、情感、看法与价值观 通过本节课的学习，感受探究过程中避繁就简的方法选择，培育学生逻辑思维实力和照实记录试验数据、实事求是的科学品质。 【教学重点、难点】
2、 学习探究功与速度改变关系的物理方法，并学会试验数据的处理方法图象法。 【教学方法】 试验视察法、图象法、迁移法、归纳总结、探讨。 【教学用具】 长木板，相同橡皮筋（若干），小车，打点计时器。 【教学过程】 一、引入新课 视察运动员掷铅球，人推车启动等视频。 师：是什么变更物体运动速度？ 生：由牛顿定律知，力是速度改变的缘由。 结论：力对物体做功可以变更物体运动速度。 师：功与物体速度的改变有什么样的关系呢？我们今日用试验的方法来探究功与物体速度改变的关系。 二、进行新课 试验目的：探究功与物体速度改变的关系。 师：在试验中，应如何对物体做功？又如何变更每次做功的大小呢？ （引导学生探讨后总结
3、）既可以考虑用恒力做功，也可以用变力做功。若用恒力做功，例如用一砝码盘牵引着小车做试验，则可以通过变更砝码盘的质量及下落的高度来变更每次做功的大小。若用变力做功，可以采纳简单获得的橡皮筋作为器材之一。 师：橡皮筋对小车做的功如何测量？ 生：拉力为变力，做功很难干脆测量。 师：橡皮筋的拉力是变力，无法干脆进行测量计算。 师：那探究过程我们是否须要测出橡皮筋做功的详细数值？ 生：不须要，知道比例关系也可以。 师：那又如何变更每次做功的大小？ 生：我们用每次增加橡皮筋的条数来变更功的大小。 师：每次试验对橡皮筋的长度有什么要求？ 生：拉伸长度相同，保证每根橡皮筋做功相同。 师：回答特别好，假如一条橡
4、皮筋对小车做功为W，则两条橡皮筋做功为2W，三条为3W，依次类推，每次做功都可以用W的倍数来表达。这种处理方法，把不便于用公式计算的弹力做功转换为比值代替，是一种很好的思维方法，其精妙之处在于奇妙的回避了功的测量。 师：应如何来测量物体的速度呢？ （学生分组探讨，用打点计时器或者用气垫导轨配套光电门） 师：介绍打点计时器。让学生探讨如何设计探究方案。 生：可以用长木板、橡皮筋、小车、打点计时器组合方案。 师：展示方案图。 师：只有橡皮筋的拉力做功吗？ 生：探讨后，不是，还有摩擦力做功，可以用平衡摩擦力的方法处理掉。 师：展示图片，平衡摩擦力。 师：小车在平衡摩擦力后做什么性质的运动？ 生：先加
5、速运动，再匀速运动。 师：纸带上的点，间距并不都是匀称的，应当采纳什么样的点来计算小车速度，为什么？ 展示图片，取点迹清楚，间距较大且相当匀称的点来计算速度，纸带匀速运动说明拉力做功完成。 学生进行试验。 数据处理：从得到的数据可看出：W越大，V越大。 师：猜想W与V有何关系。 生：W与V成正比。 师：如何验证。 生探讨回答，师补充：以W为横坐标，V为纵坐标，描点，用平滑的线拟合这些点，若绘出的图像是过原点的直线，猜想成立。 师：若不是这样，我们可接着猜想，W与V2成正比，如何验证？ 生思索，师点拨：仍以W为横坐标，V为纵坐标，若要确定猜想成立，得推断绘出的图像是二次曲线，不太简单。怎么处理？
6、以W为横坐标，V2为纵坐标，若绘出的图像是过原点的直线，说明W与V2成正比 师：若不是这样，我们可接着猜想，W与成正比，如何验证？ 生：以W为横坐标，为纵坐标，若绘出的图像是过原点的直线，说明W与成正比 生处理数据，得结论。 课后感 探究性试验是以获得物理新学问为目的的教学方式，所以支配在学习新学问之前，这样就比验证性试验的难度要大，其中难就难在要确立哪些物理量之间的关系上。学生须要在类比、推理的前提下，确立自己探讨的问题和方法。 首先在老师所设置问题的引导下，逐步呈现问题并思索试验的大体方案。然后依据方案设计试验步骤，并分析步骤中的留意事项，尤其是处理数据的方法，图像法使物理量之间的关系直观
7、，好推断。 探究功与速度改变的关系 7.6试验：探究功与速度改变的关系学案（人教版必修2） 1物体由于运动而具有的能称为_，动能的大小与速度的大小有关，速度越大，动能_；通过做功能够变更物体的动能，因此，对物体做功也就意味着物体的速度发生_2探究功与速度改变关系的思路：(1)使平板上的小车在力的作用下从_起先运动，测量力的大小及小车_，可以计算力做的功，变更力的大小或小车运动的距离，也就变更了_(2)小车的速度可以由_和纸带测出(3)以_为纵坐标，以_为横坐标，作出图线，由图线特征了解两者的定量关系3操作技巧：(1)平衡摩擦力假如纸带上打出的点距是_的，说明纸带的运动是匀速的，小车重力沿斜面方
8、向的分力就刚好平衡了小车所受的摩擦力(2)选择纸带对纸带上的点进行分析，选择相邻距离基本_的若干个点作为小车匀速运动阶段的点，用这些点计算小车的速度4数据处理：依据试验测得的数据，分别作出Wv图线、W1v图线、Wv2图线、Wv3图线.假如哪一种图线更接近于过原点的倾斜直线，功与速度的某相关量之间可能就是一种_关系【概念规律练】 学问点一试验原理 1在本试验中，我们并不须要测出橡皮筋做的功究竟是多少，只需测出以后各次试验时橡皮筋对小车做的功是第一次试验的多少倍，运用的方法是()A用同样的力对小车作用，让小车通过的距离为s、2s、3s进行第1次，第2次，第3次试验时，力对小车做的功就是W、2W、3
9、WB让小车通过相同的距离，第1次力为F、第2次力为2F，第3次力为3F试验时，力对小车做的功就是W、2W、3WC选用同样的橡皮筋，在试验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一样，当用1条、2条、3条同样的橡皮筋进行第1次、第2次、第3次试验时，橡皮筋对小车做的功就是W、2W、3WD利用弹簧测力计测量对小车的拉力F，利用直尺测量小车在力的作用下移动的距离s，便可求出每次试验中力对小车做的功，可限制为W、2W、3W2关于探究功与物体速度改变的关系试验中，下列叙述正确的是()A每次试验必需设法算出橡皮筋对小车做功的详细数值B每次试验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一样C放小车的长木板应当尽量使其水平D先接通电
10、源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出学问点二试验的留意事项3试验时小车在运动中会受到阻力作用在小车沿长木板滑行的过程中，除橡皮筋对其做功外，还有阻力做功，这样便会给试验带来误差，我们在试验中想到的方法是使长木板略为倾斜对于长木板的倾斜程度，下列说法正确的是()木板只要略微倾斜一下即可，没有什么严格要求木板的倾斜角度在理论上应满意以下条件，即重力使物体沿斜面下滑的分力应等于小车受到的阻力假如小车在倾斜的木板上做匀速运动，则木板的倾斜程度是符合要求的其实木板不倾斜，问题也不大，因为试验总是存在误差的ABCD 【方法技巧练】 一、试验数据的处理方法4某同学在探究功与物体速度改变的关系时得到了W与v的几组
11、数据，请你对这些数据进行处理，并确定W与v之间的关系(W1为物体速度由0.00改变到0.80m/s时所做的功).W/W10.001.002.003.004.005.006.00v/(m/s)0.000.801.101.281.531.761.89v2/(m2/s2)0.000.641.211.642.343.103.57 二、用其他方法探究功与速度改变的关系5质量为1kg的重物自由下落，通过打点计时器在纸带上记录运动过程，打点计时器所接电源为6V、50Hz的沟通电源，如图1所示，纸带上O点为重物自由下落时纸带打点的起点，选取的计数点A、B、C、D、E、F、G依次间隔一个点(图中未画出)，各计数
12、点与O点之间的距离依次为31.4、70.6、125.4、195.9、282.1、383.8、501.2，单位为mm.则：图1(1)求出B、C、D、E、F各点速度并填入下表； 计数点BCDEF速度(ms1) (2)求出物体下落时从O点到图中各点过程中重力所做的功，并填入下表； 计数点BCDEF功(J) (3)适当选择坐标轴，在图2中作出物体重力做的功与物体速度之间的关系图象图中纵坐标表示_，横坐标表示_，由图可得重力所做的功与_成_关系 参考答案课前预习练1动能越大改变2(1)静止在力的作用下运动的距离力对小车做的功的大小(2)打点计时器(3)功W速度v3(1)匀称(2)相同4正比课堂探究练1C
13、试验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一样，就可以保证每根橡皮筋所产生的拉力相等，且每次试验时小车在力的方向上发生的位移相等，C正确2D本试验没有必要测出橡皮筋做的功究竟是多少焦耳，只要测出以后各次试验时橡皮筋做的功是第一次试验时的多少倍就已经足够了，A错；每次试验橡皮筋拉伸的长度必需保持一样，只有这样才能保证以后各次试验时，橡皮筋做的功是第一次试验时的整数倍，B错；小车运动中受到阻力，只有使木板倾斜到肯定程度，才能减小误差，C错；试验时，应当先接通电源，让打点计时器起先工作，然后再让小车在橡皮筋的作用下弹出，D正确3B由动力学学问可以知道，要平衡摩擦力，就应使物体的重力沿斜面对下的分力等于物体受到的
14、阻力，使小车能够匀速运动4见解析解析以W为纵坐标，v为横坐标，作出Wv图线(如图甲)以W为纵坐标，v2为横坐标，作出Wv2图线(如图乙)由图象可看出：Wv2.方法总结用图象分析两个物理量间的关系很直观，也很清楚，通过图线的形态确定W和v以及W和v2的关系5(1)1.181.571.962.352.74(2)0.691.231.922.763.76(3)如图所示重力做的功WG物体速度的平方v2物体速度的平方v2正比解析(1)各点速度由公式vvxt，求出vBACt(125.431.4)10340.02m/s1.18m/s同理vC1.57m/s，vD1.96m/s，vE2.35m/s，vF2.74m
15、/s(2)重力做的功由Wmgx求出WBmgOB19.870.6103J0.69J同理WC1.23J，WD1.92J，WE2.76J，WF3.76J 5.6探究功与物体速度改变的关系公开课教案(新课标) 本教学案例是在公开课教学中运用过的，欢迎大家指正。 一、三维目标 1、学问与技能（1）会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度；（2）知道功与物体速度平方的改变成正比关系；（3）学习利用物理图象探究功与物体速度改变的关系。 2、过程与方法（1）初步了解探究两个不成正比改变关系的物理量的基本程序和方法；（2）探究力做的功与物体速度改变的关系，体验探究过程和物理学的探讨方法。 3、情感看法与价值观
16、（1）体验探究的困难，享受胜利的乐趣，激发学习的爱好；（2）培育沟通合作的意识和严谨的科学看法。 二、教学重点、难点 1、重点：学习探究功与物体速度改变关系的物理方法，并会利用图象处理数据； 2、难点：（1）试验数据的处理方法图象法；（2）困难问题的转化方法。 三、教学用具 弹弓一只、小纸团若干个、长木板（带垫木）、小车、电火花打点计时器、刻度尺、纸带、橡皮筋 四、教学过程设计 （一）引入新课课件投影弹弓图片，展示弹弓实物。引导学生回忆儿时的嬉戏，老师再通过演示重现“玩弹弓”的好玩活动。 提问问题：是什么缘由使小纸团的速度发生了改变？（答：被拉伸的橡皮筋产生弹力，弹力对小纸团做功，使小纸团的速
17、度发生了改变） 老师评价学生的答案，提出本节课的试验探究课题：探究功与物体速度改变的关系。 （二）提出问题，设计试验提出问题：我们怎样去探究功与物体速度改变的关系呢？（让学生相互沟通探讨，初步形成试验方案） 评价学生提出的不同试验方案，确定优点，改进不足，并逐步形成课本上的试验方案。（稍后，课件展示本节试验器材） 让学生探讨课本试验方案并思索：1、橡皮筋弹力对小车做功的大小与哪些因素有关？2、为什么要通过变更橡皮筋条数来变更弹力对小车做的功？3、如何测定小车的速度？该选用哪些点迹来测定小车的速度，为什么？4、小车在运动过程中所受的摩擦力对速度的影响怎样消退？ （三）试验操作与数据收集1、指导学
18、生进行试验操作，设计试验数据表格，收集整理试验数据（试验步骤略） 2、试验操作留意事项：（1）适度平衡小车受到的摩擦力；（2）每次试验小车都要从同一位置由静止起先运动；（3）橡皮筋的拉伸长度要适度；（4）使小车挂住橡皮筋的中点，放正小车，使小车沿木板的中间线运动。 （四）分析与论证1、老师指导学生对采集的数据进行分析处理（可以让学生充分沟通、探讨，选用各种方法对数据进行处理，以发觉规律，得出结论。2、通过比照、计算可以知道：力对小车做功越多，小车获得的速度越大。3、有没有更直观的处理方法吗图象法。（1）功速度图象：所得图象是一条曲线，不能干脆确定功与速度改变的关系。（2）功速度平方图象：启发、
19、引导学生大胆揣测，分别作出图象，确定功与物体速度改变的关系。4、结论：力对物体做的功与物体速度平方的改变成正比。 （五）课堂小结总结本节探究课的实施过程，突出方法与过程的重要性。 附：板书设计 探究功与物体速度改变的关系 一、试验探究 1、探究功与物体速度改变的关系 2、探究功与物体速度平方改变的关系 二、试验结论 结论：力对物体做的功与物体速度平方的改变成正比。 20xx高考物理探究做功与物体速度改变的关系材料分析 20xx高考物理探究做功与物体速度改变的关系材料分析 试验7探究做功与物体速度改变的关系 1试验目的(1)通过试验探究合外力对物体做的功与物体速度改变的关系(2)巩固打点计时器所
20、打纸带上各点速度的测量方法和用图像法处理试验数据的方法 2试验原理(1)不是干脆测量对小车做的功，而是通过变更橡皮筋条数确定对小车做的功W0、2W0、3W0.(2)由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由纸带和打点计时器测出，也可以用其他方法测出这样，进行若干次测量，就得到若干组功和速度的数据(3)作出Wv和Wv2图线，分析图线，可以得知橡皮筋对小车做的功与小车获得的速度的关系 3试验器材小车(前面带小钩)、长木板(两侧适当的对称位置钉两个铁钉)、打点计时器及纸带、学生电源及导线(运用电火花打点计时器不用学生电源)、56条等长的橡皮筋、刻度尺等4试验步骤(1)按如图1所示将试验仪器安装好，同时平
21、衡摩擦力 图1(2)先用一条橡皮筋做试验，用打点计时器和纸带测出小车获得的速度v1，设此时橡皮筋对小车做的功为W0，将这一组数据记入表格(3)用2条橡皮筋做试验，试验中橡皮筋拉伸的长度与第一次相同，这样橡皮筋对小车做的功为2W0，测出小车获得的速度v2，将数据记入表格(4)用3条、4条橡皮筋做试验，用同样的方法测出功和速度，将数据记入表格 1数据处理(1)测量小车的速度：图2试验获得如图2所示的纸带，为探究橡皮筋做功和小车速度的关系，须要测量做功结束时小车的速度，即小车做匀速运动的速度，应在纸带上测量的物理量是(用字母表示)：A1、A2间的距离x，小车速度的表达式是(用测量的物理量表示)v(T
22、为打点计时器的打点时间间隔)(2)试验数据记录橡皮筋条数位移x/m时间t/s速度v/(ms1)速度的平方v2/(m2s2)(3)试验数据处理及分析：在坐标纸上画出Wv和Wv2图线(“W”以一条橡皮筋做的功为单位) 图3(4)试验结论：从图象可知功与物体速度的关系：Wv2.2留意事项(1)平衡摩擦力：本试验中为解除摩擦力的影响，让橡皮筋做的功成为合外力做的功，可采纳将木板一端垫高的方法，使重力沿斜面方向的分力与摩擦力相平衡，就能消退摩擦力的影响若不挂橡皮筋时，轻推一下小车，视察到打点计时器打出的纸带上点迹匀称，则说明已平衡掉摩擦力(2)测小车速度时，纸带上的点应选匀称部分，因为这一段是橡皮筋对小
23、车做功结束时的情形(3)橡皮筋的规格应一样，橡皮筋对小车做的功以一条橡皮筋做的功为单位即可，不必计算出详细数值，用2条、3条橡皮筋进行第2次、第3次试验时，每次试验时橡皮筋伸长的长度都应保持一样(4)小车质量应大一些，使纸带上打的点多一些3误差分析(1)误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一样，使橡皮筋做功W与橡皮筋条数不成正比(2)没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过大也会造成误差(3)利用打上点的纸带计算小车速度时，测量不精确会带来误差 1试验原理与试验操作如图4所示，在“探究功与物体速度改变的关系”的试验中，下列说法正确的是() 图4A为减小试验误差，长木板应水平放置B试验中须要算出橡
24、皮筋做功的详细数值C通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加D小车在橡皮筋拉力作用下做匀加速直线运动，当橡皮筋复原原长后，小车做匀速运动C为使橡皮筋做的功作为合力的功，必需平衡摩擦力，故A错；本试验用W的整数倍来进行探讨，故B错，C正确；橡皮筋的力是变力，小车在橡皮筋拉力作用下做的不是匀加速直线运动，故D错2试验数据处理与误差分析某同学在试验室用如图5甲所示的装置来探讨有关做功的问题 图5(1)如图甲所示，在保持M7m条件下，可以认为绳对小车的拉力近似等于砂和砂桶的总重力，在限制小车质量不变的状况下进行试验在试验中，该同学先接通打点计时器的电源，再放开纸带，已知沟通电的频率为5
25、0Hz.图乙是在m100g、M1kg状况下打出的一条纸带，O为起点，A、B、C为过程中3个相邻的计数点，相邻的计数点之间有4个点没有标出，有关数据如图乙所示，则打B点时小车的动能Ek_J，从起先运动到打B点时，绳的拉力对小车做的功W_J(保留2位有效数字，g取9.8m/s2)(2)在第(1)问中，绳的拉力对小车做的功W大于小车获得的动能Ek，请你举出导致这一结果的主要缘由：_.(写出一种即可)【解析】(1)小车拖动纸带做匀加速直线运动，B为AC的中间时刻，由匀变速直线运动的规律可得vBAC，其中xACOCOA19.95cm，T50.02s0.1s，代入可求得vB0.9975m/s，所以在B点小
26、车的动能EkMv0.50J绳的拉力近似等于砂和砂桶的总重力，所以绳的拉力对小车做的功WmgxOB0.51J.(2)若摩擦力没有完全抵消，小车所受合外力的功还应包含摩擦力做的负功，故拉力的功大于动能的增量；若砂与砂桶的重力不满意“远小于小车的重力”的条件，则砂和砂桶的重力大于绳的拉力，若把砂和砂桶的重力近似为拉力，导致拉力做的功大于动能增量【答案】(1)0.500.51(2)摩擦没有完全抵消；砂与砂桶的重力大于绳的拉力(写出一种即可) 第17页 共17页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页