2022年高中物理 第7章 机械能 第六节 实验：探究功与速度变化的关系学案新人教版必修2

2022年高中物理 第7章 机械能 第六节 实验：探究功与速度变化的关系学案新人教版必修2 【学习目标】(1)通过实验探究外力对物体做功与物体速度的关系(2)通过实验数据分析，总结出做功与物体速度平方的正比关系【新知预习】1探究问题的提出：为了定量讨论与动能相关的问题，必须找出动能的表达式，动能表达式中应该包含 ，且 越大，动能Ek也越大。物体在运动的过程中， 可以改变速度，根据 是能量转化的量度，合力做功一定会改变物体的 ，探究动能的表达式，则先探究合力做功与速度变化的关系。2科学推理与猜测：若作用于物体的合力不为零，产生加速度，若初速度为零，则物体前进距离越大，做的功 ，物体的速度 。可以猜测有可能wv,也有可能w 。3设计实验：参考案例一装置示意图实验时在挂砝码前，适当倾斜轨道，平衡 。打开打点计时器，轻轻推动小车，若纸带上所打点间隔相等，则表明 ，若所打点间距越来越小，则表明 。实验时，当小车质量 重物质量时，把重物所受的重力当作小车所受的合力。改变砝码质量或者改变小车运动的距离，也就改变了合力对小车做的功。利用纸带，取点进行研究，可以测出小车运动的位移，和对应点的速度。参考案例二装置示意图或在装上橡皮筋之前，要适当倾斜轨道，平衡 。 实验时，使小车在橡皮筋的作用下弹出，此过程橡皮筋对小车的作用力是 （恒、变力），在橡皮筋在恢复原长的过程中，橡皮筋对小车做的功为w。第二次、第三次操作时分别改用2根、3根同样的橡皮筋，并使小车从 被弹出；那么橡皮筋对小车做的功一定是第一次的 倍、 倍，分别为 、 。利用纸带，测量橡皮筋恢复原长时小车的速度，应选择纸带上 那段。误差分析：实验误差的主要来源之一是橡皮筋的长度、粗细不一，所以实验中应尽量选用长度和规格 的橡皮筋。4实验数据处理如果作出的“功速度”曲线是一条直线，则表明牵引力做的功与小车获得的速度的关系是正比关系，即w v。如果不是直线，那么可能是wv2、wv3，甚至w到底是那种关系？如果认为可能是wv2，然后以 为纵坐标， 为横坐标作图，如果图象是一条直线，说明两者关系真的是wv2。例: 某实验小组采用图所示的装置探究“功与速度变化的关系”，实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点针时器工作频率为50Hz（1）实验的部分步骤如下：在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；将小车停在打点计时器附近， ，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点， ；改变钩码的数量，更换纸带，重复的操作。该同学想用钩码的重力来表示小车受到的合力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为实验中还应该采取的两项措施是： ； 。（2）下图是实验时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点0及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到0的距离x及对应时刻小车的瞬时速度v,请将C点的测量结果填在下表中的相应位置表1 纸带的测量结果测量点x/cmv/(ms-1)测量点x/cmv/(ms-1)00.000.35CA1.510.40D7.150.54B3.200.45E9.410.60