2015-2016学年人教版必修2实验：探究功与速度变化的关系学案.doc

6.实验：探究功与速度变化的关系 问题导学 一、实验原理和实验过程 活动与探究1 1．“探究功与速度变化的关系”的实验原理是什么？ 2．本实验中要求橡皮筋的力应是小车所受的合外力，但是小车还受到木板的摩擦力。应如何消除摩擦力对实验的影响？ 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？ 4．选取纸带测速度的依据是什么？ 迁移与应用1 探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如图所示，实验主要过程如下： （1）设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、…； （2）分析打点计时器打出的纸带，求出小车的速度v1、v2、v3、…； （3）作出W－v草图； （4）分析W－v图象。如果W－v图象是一条直线，表明W∝v；如果不是直线，可考虑是否存在W∝v2、W∝v3、W∝eq \r(v)等关系。 以下关于该实验的???法中有一项不正确，它是（　　） A．本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、…所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致。当用1条橡皮筋进行实验时，橡皮筋对小车做的功为W，用2条、3条、…橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、…实验时，橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W、… B．小车运动中会受到阻力，补偿的方法，可以使木板适当倾斜 C．某同学在一次实验中，得到一条记录纸带。纸带上打出的点，两端密、中间疏。出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小 D．根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算 本实验应注意以下几点： 1．适度平衡小车受到的摩擦力； 2．每次实验小车都要从同一位置由静止开始运动； 3．应选择粗细均匀，一致性好的橡皮筋； 4．橡皮筋的拉伸长度要适度； 5．使小车挂住橡皮筋的中点；放正小车，使小车沿木板的中间线运动。 二、数据处理和误差分析 活动与探究2 1．本实验中，小车的运动可分为两个阶段，在纸带上对应第一阶段的点是如何分布的？对应第二阶段的点是如何分布的？应该用哪些点来求小车获得的速度？ 2．根据你画的W－v图线，你能得出功与速度之间的定量关系吗？为什么？所画的这条图线能起什么作用？ 3．数据处理中为什么要寻求两物理量之间的直线关系？ 4．通过本节的探究，最后我们得到橡皮筋对小车所做的功与小车获得的速度之间的关系是什么？ 5．本实验的误差来源有哪些？为减小误差，选用橡皮筋有什么要求？ 迁移与应用2 某同学利用图甲探究力对物体做的功与物体速度的关系，得到了下表的数据： 实验次数12345橡皮筋条数13457小车速度v/（m·s－1）0.711.231.421.581.87（注：每条橡皮筋拉长的长度都一样） 甲 乙 （1）由表可得出定性结论：_______________________________________________ ________________________________________________________________________。 （2）设一条橡皮筋拉长到固定长度所做的功为W0，大致画出橡皮筋所做的功W与小车速度v关系的图象。（画在图乙中） （3）由图象大致可判断出W与v的关系是___________________________________ ________________________________________________________________________。 （4）填写下表的空白部分 实验次数12345橡皮筋做功Wv2/（m2·s－2）W与v2的关系 根据W、v数据探究功和速度变化的关系时，要搞清逻辑推理的科学顺序，并善于利用图象法进行数据分析，寻找函数关系，本实验的探究思想和方法在物理实验中有着广泛应用，值得引起重视。 答案： 【问题导学】 活动与探究1：1．答案：让橡皮筋拉动小车做功使小车的速度增加，使拉小车的橡皮筋的条数由1条变为2条、3条……则橡皮筋对小车做的功为W、2W、3W……通过对打点计时器所打纸带的测量计算出每次实验结束时小车的速度，最后分析每次做的功与速度的关系，总结出功与速度的关系。 2．答案：实验中的小车不可避免地要受到摩擦力的作用，摩擦力对小车做负功。我们研究的是橡皮筋做的功与小车速度变化的关系，应设法排除摩擦力的影响。可采用将木板一端垫高的方法来实现，将木板一端垫高，使重力沿斜面方向的分力与摩擦力相平衡，就能消除摩擦力对小车运动的影响。 3．答案：每次必须拉至相同位置，目的是保证每次实验每条橡皮筋的弹性势能相同，这样橡皮筋总的弹性势能与条数成正比