《实验：探究功与速度变化的关系》教案2

1、实验：探究功与速度变化的关系教案一、教学目标（一）知识与技能1、知道探究活动须测定功与速度两个物理量；2、会利用打点计时器打出的纸带计算物体运动的速度；3、会运用物理图象探究功与物体速度变化的关系。（二）过程与方法1、体验实验方案确定过程的探究思路；2、体验实验操作过程中控制实验条件的方法；3、体验通过实验数据处理寻找物理量间变化关系的方法。（三）情感态度与价值观通过亲身实践体会， 领略探究过程中避繁就简的方法选择， 感受实验探究的快乐， 形成“实践是检验真理的唯一标准”的科学观，培养科学思维方式与能力。二、教学重点探究思路，功与速度变化的关系。三、教学难点1、变力功的计算（倍增法）。2、从寻

2、找 w-v关系转向寻找w-v关系（图像法）。四、课时安排1 课时五、教学准备多媒体课件、粉笔、图片。六、教学过程新课导入：“在很早的时候人们就认识到 , 要想使物体运动是要付出代价的” , 在现实生活中我们也经常遇到这样的例子: 要想使汽车运动起来是要消耗汽油的 ; 要想使火箭获得一个很大的速度 , 从而飞向太空, 这同样要消耗大量的燃料 ; 要想使铅球、铁饼等物体获得初速度从而把它们投掷出去，这也需要运动员耗费大量的体力。以上各种现象中，要使物体获得的速度越大，需要付出的代价也越高。 这说明了什么物理 问题。新课讲解：一、探究的思路1、阅读课文，说出该探究实验的目的、实验所需要的器材及实验的

3、设计思路。2、课本中利用不同数目的橡皮筋拉动小车做功，对此，你有何认识？怎样选择橡皮筋才尽可能减小误差？3、实验时为何要平衡摩擦力 ？如何平衡？4、实验中如何来测定小车的速度 ？如何从纸带上分析出小车在通过b点时的速度？实验目的：1、通过实验探究力对物体做的功与物体速度变化的关系。2、体会探究的过程和所用的方法。实验器材：木板、小车、橡皮筋、打点计时器及电源、纸带等。设计思路：如图所示1、设法让橡皮筋对小车做的功分别为w 2w 3w2、由纸带和打点计时器分别测出小车获得的速度vi、v2、v33、以橡皮筋对小车做的功为纵坐标（以第一次实验时的功 w为单位，小车获得的速度为横坐标，作出w-v曲线。

4、4、如果w-v曲线是一条直线，表明w汇v;如果不是直线，可着手考虑是否存在下列关系：w8v2、w v3、m vv5、根据wv草图，大致判断两个量可能是什么关系。如果认为很可能是 wv2,就做出w2曲线，如果这条曲线是一条直线，就可以证明你的判断是正确的。注意事项:1、橡皮筋拉小车时的作用力是变力 , 我们不能求变力做功问题 , 但选用相同的橡皮筋,且伸长量都一样时, 橡皮条数目的关系就是做功多少的关系 , 因此 , 可以不需求出变力功的大小 , 就知道功的关系。2、 市售的橡皮筋粗细不一, 一致性差 , 弹力偏大。 不同的橡皮筋之间的弹力差异也较大,不能满足本实验的要求。 而且用至少4 根以上

5、时弹力过大, 使打出的纸带点数过少, 以致找不出小车不受力匀速运动时所打出的点。可选择服装中使用的多股橡皮筋的松紧带, 要仔细地剪成单股。3、 实验中的小车不可避免地要受摩擦力的作用 , 我们研究拉力对小车做功和速度的关系应排除其他力的影响。可将木板的一端稍垫高 , 轻推小车 , 观察小车是否做匀速运动, 使重力的分力与摩擦力相平衡, 消除摩擦力的影响。4、 (1) 用打点计时器来测速度 ;(2) 用频闪照相来测速度 ;(3) 用传感器借助计算机来测速度。由于实验器材和每次操作过程的分散性 , 尤其是橡皮筋不可能做到各条之间的长度、粗细完全一致, 使得每次改变橡皮筋的条数以后, 纸带上反映小车

6、匀速运动阶段的点数, 和这些点的位置不一定出现在事先设定的 b 点 , 可能在 b 点前后。这是因为小车在几条橡皮筋拉动下运动至 b 点时 , 还可能受到其中某条橡皮筋的拉力。 因此对纸带上的点要进行分析, 方法是比较 b 点之前及 b 点之后若干个相邻两点间的距离是否基本相同。 选择相邻距离基本相同的若干个点作为小车的匀速运动阶段, 用这些点计算小车的速度。二、操作的技巧教师活动：利用多媒体展示问题 , 让学生思考、回答。问题： 1、 设想若不平衡摩擦, 纸带上的点会是什么样的?平衡摩擦之后, 做该实验纸带上的点又是什么样的 ?2、纸带上的点距并不都是均匀的 , 应该选用哪些点距来确定小车的

7、速度? 为什么 ?3、在改变橡皮筋的条数后 , 为什么要把小车拉到相同的位置释放?不这样做会出现什么现象 ?学生活动: 分组讨论。师生互动: 学生发言, 教师点评、总结。明确 :1 、 若不平衡摩擦, 小车在开始时受橡皮筋的拈力和摩擦力。 拉力逐渐变小, 摩擦力不变。在两个力相等前做加速度越来越小的加速运动, 两力相等时速度达到最大。之后两力 的合力方向与速度方向相反，合力开始做负功，做加速度越来越大的减速运动 ，当橡皮筋恢复 原长后仅受摩擦力，做匀减速直线运动。 故纸带上的点是两头密、 中间疏，几乎找不到间距相 等的点。平衡摩擦后，小车开始做加速度越来越小的加速运动，橡皮筋恢复原长后彳匀速直

8、线运动，故点迹是开始密，越来越疏，之后间距相等。2、由上述分析可知，平衡摩擦后，纸带上的点并不都是均匀的。在小车做加速运动的过 程中，橡皮筋还在继续对小车做功，恢复原长，做功完毕。小车做匀速运动，因此我们要选择点距相等的点来确定小车的速度。具体做法：测出点距相等的n个点间的位移x,v=一x一。(n-1)t3、由上一节探究已经知道 ,弹簧或橡皮筋弹性势能为-kx2o每次必须拉至相同位置,2目的是保证每次实验每条橡皮筋的弹性势能相同，这样橡皮筋的条数与弹性势能成正比，使得做的功与橡皮筋的条数成正比。随着橡皮筋条数的增多，做功分别为ww 2w 3w若不严格拉至同一位置，就不满足上述情况，造成较大误差

9、。三、数据的处理教师活动：提出问题，让学生思考，回答。问题：1、对于实验所得到的数据，我们如何处理？2、描绘图象时我们应注意哪些问题？学生分析、思考、回答：师生互动：学生回答，教师点评，引导。明确：1、将得到的一组(w,v)值描点于 w-v坐标平面内，从点的分布情况来大致判断应该是什么样的曲线，然后分别试探画出 w与v、w与v2、w与v3、w与jv之间的图象。因为直 线关系最容易判断两个物理量的关系 ，所以通过试探，找出哪一组是正比关系，最后确定功与 速度的最终关系，也可借助计算机来进行分析、整理。2、数据处理同样体现了探究问题的思路，在wv坐标系中描绘出 w v的各对应点后，既要观察各点的位置关系，又要思考这些点之间应有的函数关系。由于实验误差，这些点的位置有可能表现为直线分布，也可能表现为曲线分布。一般呈直线分布的原因是由于橡皮筋的拉 力较大，小车的速度比较大，加之实验次数少，所取的点数也少，使w v各对应点近似成线性 分布。可以从两方面解决：在小车上加祛码，增大小车质量，使小车速度不致过快；另外在画图 时加大纵坐标的单位长度。从原点。开始描绘图线也可以避免画成直线。画图线