《7.6 实验：探究功与速度变化关系》教案.docxVIP

一、探究：功与速度变化的关系 初中我们学到过：物体由于运动而具有的能量叫做“动能”，比如一辆小车【器材】，我们使它运动起来它就具有了动能。【演示】想一想小车的动能从无到有发生了变化，是什么原因呢？【提问】生：人手施加的力对小车做了功。请坐下，回答的很好。这样的例子其实是很多的，比如：足球运动员在罚任意球的时候，我们一起来看一下【视频】。据测算，足球运动员在射门的时候足球速度可以达到100km/h以上。想一想，足球的速度那么大，它就有了很大的动能，这个动能是怎么产生的呢？【提问：**，你来说一下】生：足球运动员给球一个力，并在力的方向上发生了位移，总而言之就是人对足球做了功；下面，我们再来看一段关于射箭的录像【视频】射出去的箭由于具有比较大的动能而对敌人形成了杀伤力，那么这个动能又是怎么产生的呢？【提问】生：弦的推力对箭做功。由此可见：外力对物体做功会引起物体动能的变化。今天这堂课我们就来研究外力做功和物体动能变化之间的关系。那么由于物体的动能和物体的速度又关系密切，因此这节课我们先来研究外力做功与物体速度变化之间的关系【板书】。 二、方法：实验 想想看：可以用什么方法研究“功与物体速度变化的关系”呢？实验的方法。【板书】那么用什么实验探究功和速度变化的关系呢？首先我们要进行实验方案的设计。那么怎么来进行一个实验方案的设计呢？【PPT】首先要考虑的就是：明确实验目的；接下来，就是要设置一个实验的情景，也就是通过合适的物理过程分析研究对象；然后再选用相应的实验器材；最后，拟定一些实验方法，就是用什么方法来对物理量进行测量。通过我们这么几条分析，下面请各小组同学先阅读教材《探究思路》这一部分内容，稍后我们一起来交流。 三、原理：测W、v ①W 在教材上给出了两个参考案例，我们肯定可以从中得出一些启示。下面我们一起来思考这几个问题：功是力与力方向上位移的乘积。直接测量物体所做的功是比较困难的。我们可以采用特殊的办法，比如设置情景：使对物体所做的功成倍数增加，将每次的功按照1W，2W，3W...这种“倍增”的思想进行改变，再测出做功以后物体速度的变化，并不直接测出功的大小。大家想一想：怎样让对物体做的功成倍数关系增加呢？考虑一下，对物体做功可以是恒力做功也可以是变力做功。如果用恒力做功，可以怎么操作呢？【提问】生：我们用恒力对物体做功，使物体在力的方向上移动相同的位移x，然后我们第一次用恒力1F，第二次用恒力2F，第三次用恒力3F，这样做的功就分别为1W,2W,3W（可以用小车和砝码盘连接，改变砝码盘中砝码的质量）保证滑块受到的拉力等于够吗的重力的措施：①增大斜面倾角以平衡摩擦力；②使小车质量远大于钩码（记忆：m《M：拉的物体质量永远没有被拉的物体的质量大——类比轿夫抬大官）；或者我们用恒力F，使物体分别移动的位移为1x,2x,3x，这样对物体做的功也分别为1W,2W,3W（自由落体运动取下落的不同阶段）。以上是用恒力做功，使功成倍数增加，这种方法固然简单，但考虑到在实际生活中我们对物体做功往往是用变力，想想能不能用变力对物体做功，让功也成倍数增加呢？想一想刚才射箭的例子，或者是大家小时候玩弹弓的例子，橡皮筋在恢复形变时对物体做功。在此情景的基础上思考，用橡皮筋对物体做功，让功成倍数增加，可以怎么操作呢？【提问】生：我们可以让橡皮筋的形变量按倍数增加，即1x,2x,3x，则橡皮筋做的功也成倍数增加。这个思路，让橡皮筋的形变量成倍数增加，功是否成倍数增加呢？不是，根据，功是成倍数的平方在增加的；还有没有更好的办法呢？如果我给大家很多规格相同的橡皮筋，你能不能想个办法让橡皮筋做的功成倍数增加呢？（女生不要把它缠头发，实验室橡皮筋有限。。）【提问】好，很巧妙。我们可以用多跟橡皮筋来操作，在操作的时候要注意：每一次要让橡皮筋的形变量都怎么样？完全相同。也就是相同形变量，根数成倍数增加的橡皮筋怎么连接在一起？不是嫁接啊！并联在一起（演示：橡皮筋缠接点的一侧，不能两侧都缠，否则会被回弹力拉回），第一次用1根，第二次用2根，第三次用3根，（如果用7根的话就成彩虹了）这样对物体所做的功就按照1W,2W,3W关系进行倍增。（单面接防回弹） ②v 当我们解决了如何用变力对物体做功的问题，接着就应当考虑怎样测量这个物体做功以后速度的变化？速度的变化——那就是做功前和做功后物体速度的变化量。如果这样测量的话，我们就需要测几个值？2个。我们也可以用简单的方法：可以用橡皮筋弹射原来处于静止的物体，那么原来它的初速度就为0，弹射以后物体速度的改变量也就等于做功以后物体的瞬时速度，这肯定是一个加速过程。根据物体所在的运行平台不同，接下来的运动形式可能会有所不同，所以我们要测的速度也是下一阶段物体运动的初速度。想一想：结合我们前面学习过的测速度的知识，可以怎样测量物体的