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1、第六节实验：探究功与速度变化的第六节实验：探究功与速度变化的关系关系课标定位课标定位学学习习目目标标：1.通通过实验过实验得出功与物体速度得出功与物体速度变变化的关系化的关系2明确明确实验实验原理，学会数据原理，学会数据处处理理重点重点难难点：用点：用图图象法象法处处理理实验实验数据数据 核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练第第六六节节课前自主学案课前自主学案课前自主学案课前自主学案1通通过实验过实验探究力探究力对对物体做的功与物体速度物体做的功与物体速度变变化的关系化的关系2体会探究的体会探究的过过程和所用的方法程和所用的方法二、二、实验实验器材器材(针对
2、课针对课本本P70“参考案例二参考案例二”)木板、小木板、小车车、橡皮筋、打点、橡皮筋、打点计时计时器、器、电电源、源、纸带纸带等等三、探究思路三、探究思路1分析与猜测分析与猜测(1)通过研究重力做的功，我们确立了重力势通过研究重力做的功，我们确立了重力势能的表达式，通过分析弹力做的功，我们探能的表达式，通过分析弹力做的功，我们探究了弹性势能的表达式，那么，要研究动能究了弹性势能的表达式，那么，要研究动能的变化，也要从力做功开始的变化，也要从力做功开始(2)物体在力的作用下通过一段位移时，力会物体在力的作用下通过一段位移时，力会对物体做功，物体的速度也会发生变化，所对物体做功，物体的速度也会发
3、生变化，所以二者之间存在联系以二者之间存在联系2探究的思路探究的思路(1)要探究功与物体速度变化的关系，就要改要探究功与物体速度变化的关系，就要改变力对物体做的功，测出力对物体做不同功变力对物体做的功，测出力对物体做不同功时物体的速度时物体的速度(2)为简化实验，可将物体初速度设置为零，为简化实验，可将物体初速度设置为零，利用如图利用如图761所示的装置进行实验，通所示的装置进行实验，通过橡皮筋来对小车做功过橡皮筋来对小车做功W，通过打点计时器，通过打点计时器打在纸带上的点测量小车获得的速度打在纸带上的点测量小车获得的速度v，然，然后分析功后分析功W与速度与速度v的关系的关系四、探究步骤四、探
4、究步骤1按图按图761所示安装好实验仪器所示安装好实验仪器2第一次先用一条橡皮筋做实验，用打点第一次先用一条橡皮筋做实验，用打点计时器和纸带测出小车获得的速度计时器和纸带测出小车获得的速度v1，设此，设此时橡皮筋弹力对小车做功为时橡皮筋弹力对小车做功为W，并将得到的，并将得到的数据记入表格数据记入表格图图7613换用换用2条、条、3条、条、4条条同样规格的橡皮同样规格的橡皮筋做实验，并将橡皮筋拉伸的长度都和第一筋做实验，并将橡皮筋拉伸的长度都和第一次相同，测出次相同，测出v2、v3、v4，橡皮筋对小，橡皮筋对小车做功分别为车做功分别为2W、3W、4W将数据计将数据计入表格入表格4分析数据，尝试
5、做分析数据，尝试做Wv，Wv2等图象，等图象，探究探究W、v的关系的关系核心要点突破核心要点突破一、数据处理一、数据处理1速度数值的获得：实验获得的是如图速度数值的获得：实验获得的是如图762所示的纸带，为探究橡皮筋弹力做功与小所示的纸带，为探究橡皮筋弹力做功与小车速度的关系，需要测量的是弹力做功结束时车速度的关系，需要测量的是弹力做功结束时小车的速度，即小车做匀速运动的速度小车的速度，即小车做匀速运动的速度图图762课堂互动讲练课堂互动讲练 探究力对原来静止的物体做的功与物探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如图体获得的速度的关系，实验装置如图763所示，实验主要过程
6、如下：所示，实验主要过程如下：图图763类型一对实验操作和方法的考查对实验操作和方法的考查例例1A本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为为W、2W、3W、所采用的方法是选用同所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致当用的长度保持一致当用1条橡皮筋进行实验条橡皮筋进行实验时，橡皮筋对小车做的功为时，橡皮筋对小车做的功为W，用，用2条、条、3条、条、橡皮筋并在一起进行第橡皮筋并在一起进行第2次、第次、第3次、次、实实验时，橡皮筋对小车做的功分别是验时，橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W、B小车运动
7、中会受到阻力，补偿的方法，小车运动中会受到阻力，补偿的方法，可以使木板适当倾斜可以使木板适当倾斜C某同学在一次实验中，得到一条记录纸某同学在一次实验中，得到一条记录纸带纸带上打出的点，两端密、中间疏出带纸带上打出的点，两端密、中间疏出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小或倾角太小D根据记录纸带上打出的点，求小车获得根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算点的距离来进行计算【精讲精析精讲精析】由实验原理可知改变橡皮筋做功由实验原理可知改变橡皮筋做功多少的办法是
8、靠改变橡皮筋条数来实现的，多少的办法是靠改变橡皮筋条数来实现的，A对，对，为使橡皮筋的拉力等于小车所受的合外力，通过为使橡皮筋的拉力等于小车所受的合外力，通过使木板倾斜的方法平衡摩擦阻力，使木板倾斜的方法平衡摩擦阻力，B对，若没有平对，若没有平衡或平衡摩擦力不足的话，就会出现橡皮筋拉力衡或平衡摩擦力不足的话，就会出现橡皮筋拉力为零后，小车减速运动，打出的点逐渐变密，为零后，小车减速运动，打出的点逐渐变密，C对对外力做功后小车速度达到最大，表现为点间距外力做功后小车速度达到最大，表现为点间距最大且相对均匀，所以计算速度，应以最后一段最大且相对均匀，所以计算速度，应以最后一段点间距进行计算，点间距
9、进行计算，D错错【答案答案】D (2011年杭州质检年杭州质检)如图如图764所示为所示为某学习小组做某学习小组做“探究功与速度变化的关系探究功与速度变化的关系”的的实验装置，图中小车是在一条橡皮筋作用下实验装置，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为的功记为W.类型二实验数据的处理实验数据的处理例例2图图764当用当用2条、条、3条条完全相同的橡皮筋并在一完全相同的橡皮筋并在一起进行第起进行第2次、第次、第3次次实验时，使每次实实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致，每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致，每次实
10、验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出带测出(1)在正确操作情况下，打在纸带上的点，并在正确操作情况下，打在纸带上的点，并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的应选用纸带的_部分进行测量部分进行测量(根据根据下图下图765所示的纸带回答所示的纸带回答)；图图765(2)下面是本实验的数据记录表下面是本实验的数据记录表请运用表中测定的数据在图请运用表中测定的数据在图766所示的所示的坐标系中作出相应的图象，得出正确结论坐标系中作出相应的图象，得出正确结论图图766【答答案案】(1)GJ(只只要要取取匀匀速速部部分分均均为为正正确确)(2)如图如图767所示结论见精讲精析所示结论见精讲精析图图767【方法总结方法总结】当图象是直线时，比较容易当图象是直线时，比较容易确定各物理量间的函数关系，所以在本实验确定各物理量间的函数关系，所以在本实验中对数据进行处理时，由所给数据可以看出中对数据进行处理时，由所给数据可以看出W与与v不是线性关系，不是线性关系，W与与v2为线性关系，作为线性关系，作出出Wv2图象即可图象即可