天津市宝坻区大白庄高级中学高中物理 7.6探究功与物体速度变化的关系 新人教版必修2

1、天津市宝坻区大白庄高级中学 高中物理必修二76探究功与物体速度变化的关系【学习目标】1、领会探究功与速度变化关系的设计思路，经历探究学习的情感体验过程2、知道以一根橡皮筋所做的功为“单位功”，利用倍增法研究变力的功3、巩固速度测量的方法，平衡摩擦力的方法4、能进行简单的探究方案设计，并通过正确的实验操作，采集实验数据5、掌握实验数据处理的合理方法化曲为直，通过数据处理探寻物理规律。【学习重点】1、再次体会功和能量变化的关系。2、实验方案的制定和实施。3、实验数据的图像处理。【学习流程】1、课题引入外力做功与动能变化的关系如何呢？物体的动能与速度密切联系。因此探究功与动能变化的关系也可转化为探究

2、 的关系。2、设计探究方案（1）生活实例：弹弓 .如果使弹弓弹射出的纸团速度再大些，应该怎么办？ （2）如果使橡皮筋的条数增加一倍，在拉伸长度相等的情况下，橡皮绳对纸团做的功就变为原来的 倍。猜想：纸团的速度变为原来的几倍？（2）请各组同学们交流讨论，设计出一个实验方案，画在草纸上：方案既能测出力的功，又能测出物体获得的速度。2、方案3思考与讨论：（1）探究中，我们能否测出橡皮筋做功的具体数值？若不能，可采取什么措施？ 。（2）为了达到各次实验中橡皮筋做的功成倍增加，即实现倍增，对各次实验中橡皮筋的伸长量有什么要求？你想出了什么办法？ 。（3）小车在木板上运动时会受到阻力，可以采用什么方法进行

3、补偿？ 。（4）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？ 。（5）小车获得的速度怎样计算？ 。（6）实验完毕后，用什么方法分析橡皮筋对小车做的功与小车速度的关系？ 。方案1方案1方案1:竖直恒力的功与速度变化（1）怎样确定外力对物体所做的功？物体受到的重力mg即为外力，用刻度尺测量物体下降的高度，如OA，则外力对物体所做的功W= 。（2）怎样确定物体获得的速度？学生：测量出与A点上、下相邻的两点间的位移x和时间t，算出纸带在这两点间的平均速度v= ，用这个平均速度代表纸带经过A点时的瞬时速度。方案2方案2：水平恒力的功与速度变化（1）小车受到的拉力由什么力提供？必

4、须具备什么条件？ 解答：（2）怎样测量小车运动的位移？解答：（3）怎样测小车获得的速度？解答：（4）为减少阻力的影响应怎样改进实验装置？ 解答：方案3方案3：变力的功与速度变化（1）这个实验方案需要平衡摩擦力吗？怎样平衡？解答：（2）能否直接测量橡皮筋对小车做的功？应如何解决这个问题？解答：（3）小车做什么运动？橡皮筋在哪个过程中对小车做功？解答：（4）怎样选择计时点测量小车获得的速度？解答：更多方案3、数据处理方法图象法：根据实验测得的数据，猜想可能的函数关系。分别作出Wv曲线、Wv2曲线、Wv3曲线。如果哪一种图象更接近于 ，功与速度之间就是哪一种正比关系。“化曲为直”法4、探究方案实施A

5、.如图所示：先将轨道置于水平桌面上，将打点计时器固定在轨道上，让纸带的一端夹在小车后端，另一端穿过打点计时器。将轨道安装有打点计时器的一端适当 ，直至轻推小车后使小车恰能在板上做 运动为止。即 B.如图，拉长橡皮筋使小车位于靠近打点计时器处，接通打点计时器电源，释放小车，记录本次橡皮筋做的功为W。C.用2 条、3 条、4 条、5 条橡皮筋分别代替1 条橡皮筋重做实验，保证每次释放小车的位置 ，即橡皮筋每次拉伸长度都 一致，以保证第2次、第3次橡皮筋的功是 、 ，记录数据。D.在上述实验中打出的5 条纸带中，分别找出小车开始近似做 的点，并分别测出小车的速度为v1 、v2 、v3 、v4 、v5

6、 ，记录数据。 F.以功为纵轴（第一次橡皮筋做的功W为纵轴的单位长度），以速度为横轴，建立坐标系，用描点法作出W-v图像，看是否是直线。若不是，再做 、 、 图像，最终确定功与速度的函数关系。（2）数据表格橡皮筋条数0123456力对车做功0W2W3W4W5W6W速度v0.000.801.101.281.531.761.89速度平方v20.000.641.211.642.343.103.57WvWv2（3）参考坐标5. 得出实验结论结论： 三、课堂小结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_；通过做功能够改变物体的动能，因此，对物体做功也就意味着物体的速度发

7、生_2探究功与速度变化关系的思路：(1)使平板上的小车在力的作用下从_开始运动，测量力的大小及小车_，可以计算力做的功，改变力的大小或小车运动的距离，也就改变了_(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)平衡摩擦力如果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：根据实验测得的数据，分别作出Wv图线、W图线、Wv2图线、Wv3图线.如果哪

8、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_关系四、例题选讲：对“探究功与速度变化的关系”实验操作的理解例题1 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()A每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值B每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致C放小车的长木板应该尽量使其水平D先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出变式练习1 在本实验中，我们并不需要测出橡皮筋做的功到底是多少，只需测出以后各次实验时橡皮筋对小车做的功是第一次实验的多少倍，使用的方法是()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次实验时，力对

9、小车做的功就是W、2W、3WB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实验时，力对小车做的功就是W、2W、3WC选用同样的橡皮筋，在实验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一致，当用1条、2条、3条同样的橡皮筋进行第1次、第2次、第3次实验时，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，便可求出每次实验中力对小车做的功，可控制为W、2W、3W例题2实验时，拖着纸带的小车在橡皮筋作用下由静止运动到木板底端，在此过程中打点计时器在纸带上打下的点距情况是 ( )A始终是均匀的 B先减小后增大C先增大后减小 D先增大后均匀不变变式2如图所示，在“探究功与物体速度