7.6实验探究功与速度变化的关系.doc

第七章　机械能守恒定律 6　实验:探究功与速度变化的关系 学习目标 1.明确实验原理,通过实验探究W与v的关系; 2.通过实验掌握平衡摩擦力的方法; 3.学习利用物理图象探究功与物体速度变化的关系. 自主探究 1.对物体做功需要具备什么条件? 2.根据初中所学请回忆,物体由于运动而具有的能叫什么能?它与哪些因素有关? 3.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? 合作探究 一、研究分析,提出预案 要通过实验探究“外力做功和速度变化的关系”,你能提出什么预案? (可参考实验“用打点计时器测速度”、“用打点计时器研究自由落体运动”等实验方案) 二、合作探究,分组实验(本课实验借鉴教材第70页参考案例二) 1.实验仪器: 2.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,对每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? 3.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. E.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Wv图象,看是否是直线.若不是,再作Wv2、Wv3……图象,最终确定功与速度的函数关系. 三、处理数据,得出规律 1.自主设计记录实验数据的表格: W/J x/m v/(m·s-1) v2/(m2·s-2) 1 2 3 4 5 6 探究实验的数据分析:为了清晰地显示出功与速度变化的关系,数据分析时可以采用图象分析法.如果作出　　　　　　　　　　　　　　　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Wv如果不是直线,就可能是Wv2、Wv3,甚至W.因此记录实验数据时可以设计一个如(1)中的表格.? 2.根据数据描点画图,找出功与速度关系 3.结论:? 课堂检测 1.关于探究功与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 2.在做“探究功与速度变化关系”的实验时,下列说法正确的是(　　) A.通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值 B.通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值 C.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度 D.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度 3.在本节实验中,小车会受到阻力,但可使木板倾斜作为补偿.则下列操作正确的是(　　) A.放开小车,能够自由下滑即可 B.放开小车,能够匀速下滑即可 C.放开拖着纸带的小车,能够自由下滑即可 D.放开拖着纸带的小车,能够匀速下滑即可 4.在“探究力对物体做功与速度变化的关系”的实验中每次橡皮筋的拉伸长度都保持不变,这样每次(　　) A.做的功一样 B.每条橡皮筋产生的弹性势能相同 C.产生的动能相同 D.产生的重力势能相同 5.对于橡皮筋做的功来说,直接测量是有困难的.我们可以巧妙地避开这个难题而不影响问题的解决,只需要测出每次实验时橡皮筋对小车做的功是第一次实验的多少倍,具体做法是(　　) A.用同样的力对小车做功,让小车通过的距离依次为x、2x、3x……,力对小车做的功就是W、2W、3W…… B.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……,力对小车做的功就是W、2W、3W…… C.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…