2016-2017学年人教版必修2实验：探究功与速度变化的关系学案.doc

 PAGE \* MERGEFORMAT 11 6．实验：探究功与速度变化的关系 一、实验目的 1．通过实验探究力对物体做功与物体速度变化的关系． 2．体会探究过程和所用的方法． 二、实验原理 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． 三、实验器材 木板、橡皮筋(若干)、小车、打点计时器、低压交流电源、纸带、刻度尺等． 一、实验步骤 (1)按如图7-6-1所示安装好实验仪器． 图7-6-1 (2)平衡摩擦力：将安装有打点计时器的长木板的一端垫起，纸带穿过打点计时器并接在小车后面，不挂橡皮筋，接通电源，轻推小车，直至打点计时器在纸带上打出间隔均匀的点． (3)第一次先用一条橡皮筋做实验，用打点计时器和纸带记录小车的运动情况． (4)换用2条、3条、4条…同样的橡皮筋做实验，并使橡皮筋拉伸的长度都和第一次相同，用打点计时器和纸带记录小车的运动情况． 二、数据处理 (1)求小车的最终速度：如图7-6-2所示，测出纸带上点迹均匀的两点如A1、A3间的距离x，则小车的速度为v＝eq \f(x,2T). 图7-6-2 (2)计算小车做的功分别为W、2W、3W…时对应的v、v2、v3、eq \r(v)…的数值，填入表格. W2W3W4W5Wvv2v3eq \r(v)(3)逐一与W的一组数值对照，判断W与v、v2、v3、eq \r(v)…的可能关系或尝试着分别画出W与v、W与v2、W与v3、W与eq \r(v)间关系的图像，找出哪一组的图像是直线，从而确定功与速度的正确关系． 三、误差分析 (1)误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋拉力做的功与橡皮筋的条数不成正比． (2)误差的另一主要来源是摩擦力平衡得不合适． (3)利用纸带确定物体的速度时，点间距测量不准也会带来误差． (4)作图描点不准带来误??． 四、注意事项 (1)平衡摩擦力的方法：将木板一端垫高，轻推小车让其拖动纸带运动，根据打点计时器打在纸带上的点迹是否均匀来判断是否平衡了摩擦力． (2)测小车速度时，纸带上的点迹应选均匀部分的，也就是选小车做匀速运动时打的点迹． (3)每次释放小车时，都要确保让它从同一位置由静止开始运动． (4)所选橡皮筋的规格应一样，力对小车做的功以一条橡皮筋做的功为单位即可，不必计算出具体数值． 实验探究1　实验原理及注意事项 　在用如图7-6-3所示的装置做“探究功与速度变化的关系”的实验时， 图7-6-3 (1)为了平衡摩擦力，实验中可以将长木板的________(选填“左端”或“右端”)适当垫高，使小车拉着穿过打点计时器的纸带自由下滑时能保持________运动． (2)为了使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加，每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸到________． (3)如图7-6-4所示，在正确操作情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的________部分进行测量． 图7-6-4 【解析】　(1)平衡摩擦力时应将木板固定有打点计时器的一侧适当垫高，使小车带动纸带做匀速直线运动． (2)实验时，每次应将不同数量的橡皮筋拉伸到同一位置． (3)橡皮筋做完功后，小车应做匀速运动，实验中应测小车做匀速运动的速度，在纸带上，要选用点迹间距离相等的计数点进行测量，应选用纸带上的GJ部分进行测量． 【答案】　(1)左端　匀速　(2)相同位置　(3)GJ 实验探究2　应用图像处理实验数据 　如图7-6-5所示，是某研究性学习小组做探究“橡皮筋做功和物体速度变化的关系”的实验，图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形．这时，橡皮筋对小车做的功记为W.当我们把2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放．小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打点的纸带测出. 【导学号 图7-6-5 (1)除了图中的已给出的实验器材外，还需要的器材有_______________； (2)实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动，应采取的措施是__________； (3)每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的________部分进行测量； (4)下面是本实验的数据记录表，请将第2次、第3次……实验中橡皮筋做的功填写在对应的位置； 次数橡皮筋做的功10个间距的距离x(m)10个间距的速度vn小车速度的平方v