山东省桓台第二中学高中物理 7.6 实验 探究功与速度变化的关系教学课件 新人教版必修2

实 验 ： 探 究 功 与 速 度 变 化 的 关 系 学 习 目 的 ：1、 理 解 探 究 性 实 验 中 的 探 究 思 路 、 操 作技 巧 和 数 据 处 理 ， 能 够 自 主 设 计 实 验 。2、 会 用 打 点 计 时 器 打 下 的 纸 带 计 算 物 体运 动 的 速 度 。3、 利 用 物 理 图 象 探 究 功 与 物 体 速 度 变 化的 关 系 。 思考 探 究 功 与 动 能 的 关 系 物 体 的 动 能 与 它 的 速 度 是 密 切 相 关 速 度 的 变 化 又 与 它 的 受 力 有 关 所 以 ， 我 们 首 先 来 探 究 ： 力 对 物 体 做 功 与 物 体 速 度 变 化 的 关 系 实 验 方 案 设 计明 确 实 验 目 的设 置 实 验 情 景选 定 实 验 器 材拟 定 实 验 方 案 探 究 功 与 速 度 变 化 的 关 系实 验 目 的 ： 实 验 仪 器打 点 计 时 器 、 小 车 、 长 木 板 、 纸 带 、橡 皮 条 、 刻 度 尺 参 考 实 验 步 骤1、 按 图 装 好 实 验 器 材 ， 把 木 板 稍 微 倾 斜 ， 平 衡 阻 力2、 先 用 一 条 橡 皮 筋 做 实 验 ， 把 橡 皮 筋 拉 长 到 一 定 的位 置 ， 理 好 纸 带 ， 接 通 电 源 ， 释 放 小 车 。3、 换 用 纸 带 ， 改 用 2条 、 3条 同 样 的 橡 皮 筋 进 行实 验 ， 保 持 每 次 实 验 中 橡 皮 筋 拉 长 的 长 度 相 同 。4、 由 纸 带 算 出 小 车 获 得 的 速 度 ， 把 小 车 第 一 次 获 得的 功 计 为 W， 第 2次 ， 第 3次 计 为 2W， 3W 5、 对 测 量 数 据 进 行 估 算 ， 大 致 判 断 两 个 量 可 能 的 关系 ， 然 后 以 W为 纵 坐 标 ， v， v 2（ 或 其 它 ） 为 横 坐标 作 图 。 探 究 的 思 路1、 测 量 橡 皮 筋 对 小 车 做 的 功 W 2、 测 量 由 于 橡 皮 筋 做 功 而 使 小 车 获 得 的 速 度 v 3、 数 据 处 理 ， 寻 找 W与 v的 关 系 1、 测 量 橡 皮 筋 对 小 车 做 的 功 W 问 题 b： 能 否 测 量 出 橡 皮 条 做 功 的 具 体 数 值 ？ F为 变 力 ， 做 的 功 很 难 测 量 。 问 题 a： 橡 皮 筋 对 小 车 在 哪 个 阶 段 做 功 ？橡 皮 筋 有 形 变 时 问 题 d： 每 次 实 验 中 橡 皮 筋 拉 伸 的 长 度有 什 么 要 求 ？ 相 同问 题 c： 探 究 过 程 中 ， 我 们 如 何 对 橡 皮 筋 做 的 功 进 行 测 量 ？ 措 施 ： 设 法 让 橡 皮 筋 每 次 对 小 车 做 的 功 分 别 为 W、 2W、 3W 2、 测 量 由 于 橡 皮 筋 做 功 而 使 小 车 获 得 的 速 度 v问 题 a： 小 车 的 运 动 性 质 是 什 么 ？先 做 加 速 运 动 ， 后 作 匀 速 运 动 。问 题 b： 纸 带 上 打 出 的 点 并 不 都 是 均 匀的 ， 应 该 采 用 那 些 点 来 计 算 小 车 的 速度 ？ 为 什 么 ？取 点 迹 清 晰 且 间 距 均 匀 的 部 分 3、 数 据 处 理 ， 寻 找 W与 v的 关 系 实 验 操 作 注 意 事 项 ：（ 2） 每 次 实 验 小 车 都 要 从 同 一 位 置 由 静 止 开 始 运 动 ；（ 3） 橡 皮 筋 的 拉 伸 长 度 要 适 度 ；（ 1） 适 度 平 衡 小 车 受 到 的 摩 擦 力 ； 该 实 验 的 优 缺 点 ：优 点 ： 该 实 验 方 法 巧 妙 地 避 开 了 功 的 计 算 ， 直接 确 定 了 橡 皮 筋 拉 力 对 小 车 所 做 功 的 倍 数 关 系 。设 计 思 路 充 分 体 现 了 探 究 的 精 神 。缺 点 ： “ 橡 皮 筋 的 长 度 、 粗 细 不 一 ； 橡 皮 条 条数 多 时 很 难 从 纸 带 上 找 到 点 迹 均 匀 的 点 ； 实 验误 差 较 大 。 思 考 ： 若 给 出 以 下 实 验 装 置 ， 你 能 利 用 本实 验 装 置 研 究 功 与 速 度 变 化 间 的 关 系 吗 ？请 说 说 你 的 设 想 。 ？打点计时器纸带夹子重物 基 本 步 骤 (1)如 图 所 示 ， 把 打 点 计 时 器 竖 直 地 固 定 在 置于 桌 边 的 铁 架 台 上 ， 将 打 点 计 时 器 与 电 源 连 接好 。 (2)将 纸 带 穿 过 电 火 花 记 时 器 或 打 点 计 时 器 的限 位 孔 ， 并 把 纸 带 的 一 端 固 定 在 重 物 上 ， 使重 物 停 靠 在 打 点 计 时 器 的 地 方 ， 先 用 手 提 着纸 带 。 (3)先 接 通 电 源 ， 后 松 开 纸 带 ， 让 重 物 带 着 纸带 自 由 下 落 ， 计 时 器 就 在 纸 带 上 打 下 一 列 小 点 。 (4)重 复 几 次 ， 得 到 3 5条 纸 带 。 (5)在 打 好 点 的 纸 带 中 挑 选 “ 点 迹 清 楚 且 第 一 、二 两 点 间 距 离 约 为 2mm”的 一 条 纸 带 ， 记 下 第一 个 点 的 位 置 O ， 并 在 纸 带 上 从 任 意 点 开 始 依次 选 取 几 个 点 1、 2、 3， 并 用 刻 度 尺 依 次测 出 各 点 到 位 置 O 的 距 离 ， 这 些 距 离 就 是 物 体运 动 到 点 1、 2、 3、 时 下 落 的 高 度 h 1、 h2、h3。 (6)应 用 平 均 速 度 就 是 中 间 时 刻 的 瞬 时 速 度 的 方法 ， 计 算 出 各 点 对 应 的 瞬 时 速 度 v1、 v2、 v3。 (7)把 得 到 的 数 据 记 入 表 格 里 ， 并 计 算 从 O 点 到 各点 对 应 的 重 力 做 的 功 mgh。 功 速 度 v v2 实 验 结 论 ：力 对 原 来 静 止 的 物 体 做 的 功 与物 体 获 得 的 速 度 的 平 方 成 正 比 例 1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 适 当 垫 高 木 板 ， 然 后由 静 止 释 放 小 车 ， 小 车 在 橡 皮 条 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 情 况 。观 察 发 现 纸 带 前 面 部 分 点 迹 疏 密 不 匀 ， 后 面部 分 点 迹 比 较 均 匀 ， 回 答 下 列 问 题 ：典 型 例 题 1、 适 当 垫 高 木 板 是 为 了2、 通 过 纸 带 求 小 车 速 度 时 ， 应 使 用 纸 带 的 （ 填 “ 全 部 ” 、 “ 前 面 部 分 ” 或 “ 后 面 部 分 ” )。3、 若 实 验 做 了 n此 ， 所 用 橡 皮 条 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 示 橡 皮 条 对 小 车 所 做的 功 ， 作 出 W-V2图 线 是 一 条 过 原 点 的 直 线 ，这 说 明 W与 V 2的 关 系 是 ， 平 衡 摩 擦后 面 部 分 功 正 比 于 速 度 的 平 方 例 2 如 图 所 示 ， 小 车 在 橡 皮 条 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 情 况 ,小 车 的 运 动 情 况 可 描 述为 AB之 间 为 运 动 ， CD之 间 为 运 动 。 加 速 运 动匀 速 运 动 通 过 这 节 课 你 学 到 了 什 么 ？1、 利 用 橡 皮 条 的 拉 力 对 小 车 做 功 探 究 功 与 速度 变 化 的 关 系 。2、 巧 妙 地 解 决 了 变 力 做 功 问 题3、 利 用 重 力 做 功 探 究 功 与 速 度 变 化 的 关 系 。知 道 可 通 过 不 同 的 实 验 装 置 探 究 功 与 速 度 变化 的 关 系 。 作 业1、 拓 展 ： 通 过 纸 带 计 算 任 意 两 点间 重 力 做 的 功 与 速 度 变 化 的 关 系 。2、 导 学 提 升 案 探 究 的 技 巧 小 车 在 木 板 上 运 动 时 会 受 到 阻 力 ， 可 以采 用 什 么 方 法 进 行 补 偿 ？使 木 板 稍 微 倾 斜 ， 用 重 力 的 分 力 （ 下 滑 力 ）来 平 衡 小 车 运 动 过 程 中 受 到 的 阻 力 。 操 作 要 点1、 把 打 点 计 时 器 固 定 在 长 木 板 上 。2、 平 衡 摩 擦 力3、 先 用 一 条 橡 皮 筋 做 实 验 ， 用 打 点 计 时 器 和纸 带 测 出 小 车 的 速 度 v1， 设 此 时 橡 皮 筋 对 小 车做 的 功 为 w， 记 入 表 格 。4、 用 两 条 橡 皮 筋 做 实 验 ， 实 验 中 橡 皮 筋 拉伸 的 长 度 与 第 一 次 相 同 ， 这 样 橡 皮 筋 对 小 车做 的 功 为 2w， 测 出 小 车 的 速 度 v 2， 记 入 表 格 。 5、 用 三 条 、 四 条 橡 皮 筋 做 实 验 ， 用 同样 的 方 法 测 出 功 和 速 度 ， 记 入 表 格 。 6、 建 立 直 角 坐 标 系 ， 用 纵 坐 标 表 示 力 对 物体 做 的 功 ， 用 横 坐 标 表 示 物 体 的 速 度 或 速 度的 平 方 ， 描 点 、 连 线 ， 得 出 结 论 。