第六节《实验：探究功与速度变化的关系》.docVIP

第六节《实验：探究功与速度变化的关系》 【学习目标】 （1）会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度； （2）学习利用物理图像探究功与物体速度变化的关系。 【重点难点】 （1）学习探究功与物体速度变化的关系的物理方法――倍增法，并会利用图像法处理数据。 （2）实验数据的处理方法――图像法 【探究学习】 一、温故知新 提出问题 在前几节通过对做功的探究，得到了重力势能和弹性势能的表达式，能否利用同样的思路和方法得到动能的表达式？ 二、实验探究 形成规律 （一）自主探究，提出预案 要利用实验探究“外力做功和速度变化的关系”，你能提出几种预案？ （可参考“实验：探究小车速度随时间变化的规律”、“用铁架台打点计时器研究自由落体”等实验方案和课本方案。画出草图并在课堂上展示你设计的思路和方法。） （二）合作探究，分组实验 1、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？若不需要，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补偿？ 。 （4）纸带上的点距并不都是均匀的，应该采用那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？ 。 2、拟定步骤，进行实验 A.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调高，直至轻推小车后使小车恰能在板上做匀速直线运动为止。 B.将橡皮筋固定在小车前端。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。 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相同，即橡皮筋被拉长的长度相同。 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匀速运动的点，并分别测出匀速运动时的速度v1 、v2 、v3 、v4 、v5 。 F.以功为纵轴（第一次橡皮筋做的功为纵轴的单位长度），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W-v2、W-v3……图像，最终确定功与速度的函数关系。 3、处理数据，得出规律 结论： 。 随堂练习： 1、为了计算由于橡皮筋做功而使小车获得的速度，在某次实验中某同学得到了如图所示的一条纸带，在A、B、C、D中应该选用哪个点的速度才符合要求（ ） 2、光滑水平面上有一物体，在水平恒力F作用下由静止开始运动。经过时间t1速度达到V，经过时间t2 ,由速度V增大到2V.在t1和t2两段时间内，外力F对物体做功之比为( ) A．1:1 B．1:3 C．3:1 D．1:4 3、在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中，小车在运动中会受到阻力作用，这样，在小车沿木板滑行的过程中，除橡皮筋对其做功以外，还有阻力做功，这样便会给实验带来误差，我们在实验中想到的办法，使木板略微倾斜，对于木板的倾斜程度，下面说法中正确的是 （ ） A.木板只要稍微倾斜一下即可，没有什么严格的要求 B.木板的倾斜角度在理论上应满足下面条件：即重力使物体沿斜面下滑的分力应等于小车受到的阻力 C.如果小车在倾斜的木板上能做匀速运动，则木板的倾斜程度是符合要求的 D.其实木板不倾斜，问题也不大，因为实验总是存在误差的 4、在《探究功与物体速度变化关系》的实验中，甲、乙两位同学的实验操作均正确。甲同学根据实验数据作出了功和速度的关系图线，即图，如图甲，并由此图线得出“功与速度的平方一定成正比”的结论。乙同学根据实验数据作出了功与速度平方的