7.6 实验：探究功与速度变化的关系教案.doc

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1、物理必修2人教新课标7.6探究功与物体速度变化的关系教案一、教学目标1、知识与技能1 会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。2学习利用物体图像探究功与物体速度变化的关系。2、过程与方法1 通过用纸带与打点计时器来探究功与速度的关系，体验探究过程和物理学的研究方法。2 实际探究过程中如何把变力做功这个问题解决。3、情感、态度与价值观1 体验探究的困难，享受成功的乐趣。2 通过试验探究，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”的科学观。二、教学重点学习探究功与速度变化关系的物理方法，并会利用图像法处理数据。三、教学难点1试验数据的处理方法图像法。2复杂问

2、题的转化方法。四、课时安排2课时五、教学过程新课导入：通过前面的学习，我们知道，功是能量变化的量度，一个力做功对应着某种能量形式的变化，这个力做了多少功就对应着有多少相应能量的变化；重力做功对应着重力势能的改变、弹力做功对应着弹性势能的改变。并且由此我们也能够确立重力势能与弹性势能的表达式。大家都知道，物体的动能与它的速度是密切相关的，而物体速度的变化又与它受的力有关，那么，为了探究物体做的功与动能的关系，我们这节课首先通过实验探究力对物体做的功与物体速度变化的关系。一探究思路见课本第17页图5.6-1，小车在橡皮筋的作用下弹出，沿长木板运动。橡皮筋提供做功的力，实验中橡皮筋拉力做功，改变橡皮

3、筋的条数就可以改变力做的功。打点计时器的作用是记录小车运动的速度的变化情况，小车的运动信息可以用刻度尺测量后分析得出。这个实验就是要探究橡皮筋做功与小车运动速度变化之间的关系。问题1：实验中需要用到什么仪器？（长木板、橡皮筋、小车、打点计时器、纸带、复写纸、电源、导线、刻度尺、木板、钉子）问题2：这个实验要测量的数据有哪些？（橡皮筋做的功和纸带上的点距）问题3：橡皮筋对物体的作用力是变力，并且它的变化情况和弹簧不一定一样，怎样测量橡皮筋对物体做功的功呢？（橡皮筋做的功很难测量）猜想：能不能不测量这个物理量呢？1 复杂问题的转化这里，我们并不需要测出橡皮筋做功的具体数值，只要测出以后各次实验时橡

4、皮筋做功是第一次实验时的多少倍。这对于本实验已经足够了，这样做大大地简化了操作。具体操作如下：实验时，假如一条橡皮筋拉到某个位置释放对小车做的功为W，第二次、第三次实验时，用完全相同的橡皮筋拉到与第一次相同的位置释放（保持橡皮筋拉伸的长度都一样），那么第二次、第三次实验中橡皮筋对小车做的功就是第一次做的功的两倍、三倍以后各次橡皮筋做的功就是2W、3W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，这样进行若干次（6次）测量，就得到若干组功和速度的数据。2 橡皮筋的选择 （1）各次实验用到的若干条橡皮筋必须完全一样。一般市场上买的橡皮筋粗细不能很好的保持一样，不能保证每次实验它们对小

5、车的弹力在相同形变量情况下都相同。（2）一般的橡皮筋太粗，弹力太大，以至于用很少的橡皮筋就使小车获得了很大的速度，不利于长度的测量和速度的计算。（3）建议：选择服装中使用的多股橡皮筋的松紧带，外形有带状和圆柱状。这样能减小实验误差，使实验能够顺利地进行。二实验步骤（参考）1按图装好实验器材，由于小车在运动过程中会受到阻力，可以把长木板略微倾斜，用以平衡摩擦力。2先用一条橡皮筋进行实验，把橡皮筋拉伸到一定的长度，接好纸带、接通电源、放开小车。3换用纸带，改用2条、3条同样的橡皮筋进行第二次、第三次实验，每次实验中橡皮筋拉伸长度都相同。4由纸带算出小车获得的速度，把第一次实验获得的功计为W，第二次

6、、第三次计为W的几倍值。5对测量数据进行估计，大致判断两个量可能的关系。三操作的技巧问题1：小车在运动过程中会受到阻力，可以把长木板略微倾斜，用以平衡摩擦力。那么木板应该倾斜到什么程度？（把小车静止放在长木板上，轻推小车，小车可以做匀速直线运动为标准）问题2：纸带上的点距并不都是均匀的。应该选用哪些点来确定小车的速度？为什么？（当平衡摩擦力之后，在有橡皮筋作用的过程中点距仍然是不均匀的，那是因为这个过程中弹力做功的原因，当弹力不做功时，也就是橡皮筋恢复原长之后。这时候在纸带上打的点就是均匀的了，这时候利用两点之间的距离和两点之间的时间就可以求出小车的末速度）问题3：小车的初速度是多少？（每次实

7、验都是从静止开始，所以小车的初速度为0）四数据的记录（参考表格）W/J/（ms-1）/（ms-2）/（ms-3）/（ms-1/2）123456注意：实验表格的设计可以不拘形式，只要能记录相关的实验数据就行，不可强求千篇一律。五.数据的处理（图象处理）假设：1.作出的功速度曲线是一条直线，表明橡皮筋做的功与小车获得的速度的关系是正比例关系，即W；2.如果不是直线，就可能是W、W，甚至是W到底是哪种关系呢？先对测量结果进行估计，大致判断两个量可能是什么关系。然后分别作出W、W、W、W图象，从图象中分析判断W与的关系。有条件的可以参考课本第18页“做一做”栏目借助计算机进行数据处理。探究结论：功与物体速度变化的关系为：W六板书设计 六.探究功与物体速度变化的关系1实验目标：探究功与物体速度变化的关系2.实验仪器：长木板、橡皮筋、小车、打点计时器、纸带、复写纸、电源、导线、刻度尺、木板、钉子3注意事项：（1）实验装置的选取 （2）平衡摩擦力 （3）橡皮筋的选择 （4）橡皮筋的条数 （5）误差分析