6.-实验：探究功与速度变化的关系-教学设计-教案

教学准备 1. 教学目的 1、知识与技能（1）会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度；（2）学习运用物理图像探究功与物体速度变化的关系。2、过程与措施通过用纸带与打点计时器来探究功与物体速度有关量变化的关系，体验知识的探究过程和物理学的研究措施。3、情感态度与价值观体会学习的快乐，激发学习的爱好；通过亲身实践，树立“实践是检查真理的唯一原则”的科学理念。2. 教学重点/难点 教学重点：学习探究功与物体速度变化的关系的物理措施倍增法，并会运用图像法解决数据。教学难点：实验数据的解决措施图像法。3. 教学用品 多媒体、板书4. 标签 教学过程 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措施二、实验原理让橡皮筋拉动小车做功使小车的速度增长，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.四、实验环节1按如图所示安装好实验仪器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，不挂橡皮筋，接通电源，轻推小车，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测出小车获得的速度v1，设此时橡皮筋弹力对小车做功为W，并将得到的数据记入表格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似，测出速度为v2、v3、v4、橡皮筋对小车做功分别为2W、3W、4W、将数据记入表格5分析数据，尝试做Wv、Wv2等图象，探究W、v的关系五、数据解决1速度数值的获得：实验获得的是如图所示的纸带，为探究橡皮筋弹力做功与小车速度的关系，需要测量的是弹力做功结束时小车的速度，即小车做匀速运动的速度因此，应当在纸带上测量的物理量是图中A1、A3间的距离x，小车此时速度的体现式为v2T(x)，其中T是打点计时器的打点周期即选择相邻距离基本相似的若干点A1、A2、A3、来计算小车匀速运动时的速度六、误差分析1误差的重要来源是橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋的拉力做的功与橡皮筋的条数不成正比2误差的另一重要来源是也许没有平衡摩擦力或摩擦力平衡得不合适3运用纸带拟定物体的速度时，测量不准也会带来误差七、注意事项1平衡摩擦力的措施：将木板一端垫高，轻推小车，由打点计时器打在纸带上的点的均匀限度判断小车与否做匀速运动，找到木板的一种合适的倾角2测小车速度时，纸带上的点应选均匀部分的，也就是选小车做匀速运动的3橡皮筋应选规格同样的，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4每次释放小车时，都要让它从同一位置由静止开始运动5小车质量应大某些，使纸带上打的点多某些实验探究一、实验原理及注意事项例：用如图所示的装置，探究功与物体速度变化的关系实验时，先合适垫高木板，然后由静止释放小车，小车在橡皮筋弹力的作用下被弹出，沿木板滑行小车滑行过程中带动通过打点计时器的纸带，记录其运动状况观测发现纸带前面部分点迹疏密不匀，背面部分点迹比较均匀，回答问题：（1）合适垫高木板是为了_（2）通过纸带求小车速度时，应使用纸带的_(选填“所有”“前面部分”或“背面部分”)（3）若实验做了n次，所用橡皮筋分别为1根、2根n根，通过纸带求出小车的速度分别为v1、v2vn，用W表达橡皮筋对小车所做的功，作出的Wv2图线是一条过坐标原点的直线，这阐明W与v的关系是_.【解析】（1）为使橡皮筋对小车做的功等于合力对小车做的功，需运用小车重力沿木板方向的分力平衡摩擦力（2）实验中需规定橡皮筋做功后小车获得的速度，因此应用纸带的背面部分（3）“过原点的直线”意味着纵横坐标轴相应的两个量成正比关系【答案】（1）平衡摩擦力（2）背面部分（3）W与速度v的平方成正比实验探究二、图象法解决实验数据例：在“探究功与速度变化的关系”实验中得到甲、乙两组数据(阐明：小车质量为300g，小车受力的位移为19cm，使用的橡皮筋由1根增至6根，每次增长1根)：试根据如下数据分别在图中画出Wv图、Wv2图由此可得出结论：_.【解析】分析数据描点可作图(如图甲、乙所示)：由此可得出结论：外力做的功与速度的平方成正比【答案】见解析规律总结1用图象解决数据，比直接寻找W和v的关系更形象、直观2画图线时应画成平滑的曲线，不能连成折线；在画直线时尽量使点落在直线上，不能落在直线上的点应均匀分布在直线的两侧实验探究三、实验创新探究例：某同窗在“探究功与速度变化的关系”实验中，设计了如图甲所示的实验将纸带固定在重物上，让纸带穿过电火花计时器先用手提着纸带，使重物静止在接近计时器的地方然后接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列小点得到的纸带如图乙所示O点为计时器打下的第1个点该同窗对数据进行了下列解决：取OAABBC，并根据纸带算出了A、B、C三点的速度分别为vA0.12m/s，vB0.17m/s，vC0.21m/s.【答案】见解析 课堂小结 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措施二、实验原理让橡皮筋拉动小车做功使小车的速度增长，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.四、实验环节1按如图所示安装好实验仪器2平衡摩擦力3第一次先用一条橡皮筋做实验，用打点计时器和纸带测出小车获得的速度v1，设此时橡皮筋弹力对小车做功为W，并将得到的数据记入表格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似，测出速度为v2、v3、v4、橡皮筋对小车做功分别为2W、3W、4W、将数据记入表格5分析数据，尝试做Wv、Wv2等图象，探究W、v的关系五、数据解决解决措施六、误差分析误差的来与七、注意事项 板书 一.猜想：二实验方案的设计三.实验操作技巧（1）功的测定：相似橡皮筋、同一位置释放（2）速度的测定：纸带或光电门（3）平衡摩擦力：（4）改善方案：气垫导轨、光电门四.实验数据解决与结论（1）解决措施：（2）实验结论：外力对物体做的功与物体速度的平方成正比