探究功与速度变化的关系(导学案)含答案

高中物理 7.6 实验探究功与速度变化的关系导学案新人教版必修一、学习目标1、会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度、2、学习利用物理图象研究功与物体速度变化的关系、3、通过纸带与打点计时器来探究功与速度的关系，体验探究过程和物理学的研究方法、4、在实际探究过程中如何解决变力做功问题，如何将复杂的问题简单化、二、知识要点1、实验目的(1)通过实验探究力对物体做的功与的关系、(2)体会探究的过程和探究时所采用的方法、2、实验原理以平板上的小车为研究对象，使它在力的作用下从静止开始运动、(1)用测量小车的速度、(2)通过测量力的大小及小车在力的作用下运动的距离，来计算力做的功、或为小车提供可以定量比较大小的作用力，确定各次做功的大小的定量关系、(3)作出W－v图象或W－v2图象……，就可以分析两者的定量关系、3、常见的两种实验方案(1)方案一：由重物通过滑轮牵引小车，当小车的质量比重物大得多时，可以把重物所受的重力当做小车受到的牵引力、如图所示、改变重物的质量或者改变小车运动的距离，也就改变了牵引力做的功、从而探究牵引力做的功与小车获得的速度间的关系、(2)方案二：使小车在橡皮筋的作用下弹出，如图所示、改变橡皮筋的条数，橡皮筋对小车做的功分别是一条橡皮筋做功时的相应倍数，测出小车被弹出后的速度，能够找到牵引力对小车做的功与小车速度的关系、4、实验器材(1)方案一：①一端带滑轮的长木板②小车③细绳④钩码若干⑤打点计时器和纸带⑥低压交流电源和导线⑦毫米刻度尺(2)方案二：①平板②小车③五、六根相同的橡皮筋④钉子⑤打点计时器和纸带⑥低压交流电源和导线⑦坐标纸⑧毫米刻度尺⑨铅笔三、典型例题例1、关于探究功与物体速度变化的关系实验，下列叙述正确的是 ( )A、每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值B、每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致C、放小车的长木板应该尽量使其水平D、先接通打点计时器电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出例2、利用打点计时器、纸带、橡皮筋等探究功与速度变化的关系时，得到如下数据：速度大小及对应的弹力的功：v/(ms－1)0、000、801、101、281、531、761、89W/J0、001、002、003、004、005、006、00速度平方大小及对应的弹力的功v2/(m2s－2)0、000、641、211、642、343、103、57W/J0、001、002、003、004、005、006、00(1)根据以上数据作出功与速度大小的关系图象，以及功与速度平方的关系图象；(2)根据图象得到的结论是什么？例3、某同学利用图甲所示装置探究力对物体做的功与物体速度变化的关系，得到了下表的数据：实验次数12345橡皮筋条数13457小车速度v/(ms－1)0、711、231、421、581、71(注：每条橡皮筋拉长的长度都一样)(1)由表可以得出定性结论：、(2)设一条橡皮筋拉长到固定长度所做功为W0，大致画出橡皮筋所做的功W与小车速度v的图象、(画在图乙中)(3)根据以上的W—v图象对W与v的关系作出初步判断：______ _______、(4)根据数据完成下表的空白部分实验次数12345橡皮筋做功W0v2/(m2s－2)W与v的关系五、板书设计：六、教学后记：备注栏。

物理学科“问题导学案”【课题】：探究功与物体速度变化的关系【课型】：问题生成解决拓展课【学习目标】1、会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。

2、学习利用物理图象探究功与物体速度变化的关系。

3.通过用纸带与打点计时器来探究功与速度的关系，体验知识的探究过程和物理学的研究方法。

【重点】变力做功的处理，利用图像处理数据【难点】变力做功的处理，利用图像处理数据，创新思维的培养【自主导学】研究对象？那个过程？恒力变力？目的？1、探究实验的设计思路：要求能够改变功和测量功W，能够对应地测量出物体的速度v。

书本利用如图所示的装置来实验。

本实验中改变功的办法是________________________，功的变化情况是一份功W、二份功2W、三份功3W等，为了是橡皮筋对物体做的功为总功，必须消除摩擦力做功对探究带来的影响，因此实验前必须将木板适当____________，使小车能够在木板上作匀速运动为标准；物体速度的测量是通过_____________来实现的。

2、探究实验的数据分析：为了清晰地显示出功与速度变化的关系，数据分析时可以采用图象分析法。

如果作出______________是一条直线，表明橡皮筋做的功与小车获得的速度的关系是正比例关系，即W∝v；如果不是直线，就可能是W∝v2、W∝v3，甚至W∝。

因此记录实验数据时可以设计一个如图的表格。

【例题解析】例1 如图是本实验的装置示意图。

（1）长木板的倾斜程度如何调试？（2）小车前上方的钩子在制作造型上有何要求？例2 在用本节教材所示的实验装置进行的探究实验时，打出了如图5-6-3所示的一条纸带，请你说说：（1）利用这条纸带要测出哪个物理量？（2）要利用纸带上的哪一段，才能正确上述的物理量？拓展理论上讲，也可以利用纸带上的d-e-f段，先求出打e点时的速度v e，再求加速度a，再求打点f时的速度v f，但是这样做既麻烦，误差又大，所以这种做法不可取。

高一物理《7.6实验：探究功与速度变化的关系》导学案No.26编写人：靳大鹏审核人：高一物理组编写时间：2011-5-10【学习目标】1.知道探究活动须测定功与速度这两个物理量.2.领会教科书中所给的实验方案.3.知道实验方案中改变弹力做功大小与橡皮筋的条数成正比的方法.4.体会以一根橡皮筋所做的功为单位来简化问题的思想方法.5.知道实验方案中平衡摩擦力的方法.6.知道当小车做匀速运动时进行速度测量更合理.7.知道力对物体做功与物体速度变化的关系.【重点难点】1.、体会从寻找W-v的关系转向寻找W-v2关系所蕴含的思想和方法.2、根据所学知识设计实验方案，并对不同的实验方案作出评价和选择.【知识链接】1.本节探究的目的是研究外力对物体________与物体_________关系.2.本节实验并不需要测量橡皮筋做的功到底是多少焦耳，只是测出以后各次实验橡皮筋做的功是第一次实验时的，这样做可以大大简化操作.3.橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由和___________来测量，当然也可采用其他方法.打出的纸带上的点分布有________特点.4.小车在运动过程中要受到摩擦阻力，类似于前面研究物体的加速度与力和质量的关系的实验，可以使木板_________来平衡小车受到的摩擦阻力.5.本实验用到的器材：平板、小车、、钉子、______、纸带.【问题探究】我们在选取橡皮筋时应该注意什么？我们怎样来选择纸带上的点来确定小车的速度？你能不能说出本实验中平衡摩擦力的原理？1.本探究实验中的重要方法及技巧（1）研究两个物理量的比例关系是探究两个量数量关系的重要方法，研究比例关系可以为实验测量提供很大的方便和可能.例如，一根橡皮条对小车做的功是很难确定的，如果改用两根橡皮条在完全相同的情况下做的功的具体数值仍是很难确定的.但是，若以一根橡皮条对小车做的功为功的单位W，两根橡皮条做的功无疑是2W，这是何等巧妙！（2）将问题转化为简化实验过程：探究的任务是外力对物体做的总功与速度变化的关系.本实验总是让小车从静止开始运动，使测定两个速度（初速度和末速度）的问题转化为测定一个末态速度的问题，非常有利于操作和数据处理发现规律（也有不足之处）.（3）设法减小实验误差：实验误差的大小直接关系着探究工作是否成功，是否能正确地建立变量之间的关系，揭示事物的本质.本实验注重了两个方面：①平衡小车在木板上运动的摩擦力保证小车脱离橡皮条后做匀速运动；②在纸带上选取点迹清楚、间距均匀的部分计算小车的速度.（4）利用物理图象，适当地进行坐标交换，探索物理量之间的关系.2.橡皮筋的选取本实验采用橡皮筋对小车做功，用一条橡皮筋时做功为W，用两条橡皮筋时做功为2W，依次类推，这样我们可以用W的倍数来表示功，这种方法巧妙地避开了计算变力弹力所做的功.尽管在实验中，我们尽量使各橡皮筋的原长和伸长量相同，以保证各橡皮筋对小车所做的功相同，但是，若准备的橡皮筋规格不相同，同样会给实验带来很大的误差，所以选择橡皮筋时应注意几点：（1）所选用的橡皮筋劲度系数不宜过大，以免条数较多时弹力过大，打出的纸带点数过少，不宜求小车的速度.（2）橡皮筋的材料要相同.（3）橡皮筋的粗细要均匀.3.平衡摩擦力为了克服摩擦力，可以把木板一端垫高，使小车重力沿板斜向下的分力与摩擦力平衡.检查是否平衡时，可以把小车放到木板上，轻推一下小车，观察小车是否做匀速运动.4.利用纸带求小车的速度打点计时器打出的纸带上的点的分布并不均匀，点之间的距离呈现开始较小，而后逐渐增大，最后基本相同的特点.我们求速度时，应选用分布均匀的那些点进行计算，说明这时小车已经匀速运动了.【典型例题】应用点一：通过打点计时器测速度例1：如图7-6-1为探究功与物体速度变化关系过程得出的一条纸带.（1）应选哪些点距进行测量？（2）怎样根据测得数据确定小车的速度？解析：（1）C、D间距最大，最大速度点一定在C、D之间；（2）在可测量的点中，C点的速度最接近最大速度，可测量的最短时间就是t CD.答案：（1）选用CD段，（2）v=L CD/t CD思维总结：（1）橡皮筋做功过程结束时对应小车速度最大的状态.（2）小车速度最大的点附近打点间距最大.（3）某点附近很短时间内的平均速度近似等于该点的瞬时速度.（4）在打点纸带上，被测量的时间间隔是一个打点间隔.应用点二：探究思路的迁移例2:某同学在探究功与物体速度变化的关系实验中，设计了如图所示的实验.将纸带固定在重物上，让纸带穿过电火花计时器或打点计时器.先用手提着纸带，使重物静止在靠近计时器的地方.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7-6-3所示，O点为计时器打下的第1个点，该同学对数据进行了下列处理：取OA=AB=BC，并根据纸带算出了A、B、C三点的速度分别为v A=0.12 m/s，v B=0.17 m/s，v C=0.21 m/s.根据以上数据你能否大致判断W∝v2？解析：设由O到A的过程中，重力对重物所做的功为W，那么由O到B的过程中，重力对第 1 页共2 页。

高中物理探究功与物体速度变化的关系导学案新人教版必修探究功与物体速度变化的关系导学案【学习目标】1、领会探究功与速度变化关系的设计思路，经历探究学习的情感体验过程2、知道以一根橡皮筋所做的功为“单位功”，利用倍增法研究变力的功3、巩固速度测量的方法，平衡摩擦力的方法4、能进行简单的探究方案设计，并通过正确的实验操作，采集实验数据5、掌握实验数据处理的合理方法化曲为直，通过数据处理探寻物理规律。

【学习重点】1、再次体会功和能量变化的关系。

2、实验方案的制定和实施。

3、实验数据的图像处理。

【学习难点】1、橡皮筋的弹力做功的处理。

2、数据的处理。

……………………………………………………………………………………………………【学习流程】1、课题引入（1）物体由于运动而具有的能叫动能，速度越大，动能越。

在下面的生活实例中，足球、箭的动能改变的原因是什么？（2）外力做功与动能变化的关系如何呢？物体的动能与速度密切联系。

因此探究功与动能变化的关系也可转化为探究的关系。

2、设计探究方案（1）生活实例：弹弓、如果使弹弓弹射出的纸团速度再大些，应该怎么办？（2）如果使橡皮筋的条数增加一倍，在拉伸长度相等的情况下，橡皮绳对纸团做的功就变为原来的倍。

猜想：纸团的速度变为原来的几倍？（2）请各组同学们交流讨论，设计出一个实验方案，画在草纸上：方案既能测出力的功，又能测出物体获得的速度。

方案1方案1方案1:竖直恒力的功与速度变化（1）怎样确定外力对物体所做的功？物体受到的重力mg即为外力，用刻度尺测量物体下降的高度，如OA，则外力对物体所做的功W= 。

（2）怎样确定物体获得的速度？学生：测量出与A点上、下相邻的两点间的位移x和时间t，算出纸带在这两点间的平均速度v= ，用这个平均速度代表纸带经过A点时的瞬时速度。

方案2方案2：水平恒力的功与速度变化（1）小车受到的拉力由什么力提供？必须具备什么条件？解答：（2）怎样测量小车运动的位移？解答：（3）怎样测小车获得的速度？解答：（4）为减少阻力的影响应怎样改进实验装置？解答：方案3方案3：变力的功与速度变化（1）这个实验方案需要平衡摩擦力吗？怎样平衡？解答：（2）能否直接测量橡皮筋对小车做的功？应如何解决这个问题？解答：（3）小车做什么运动？橡皮筋在哪个过程中对小车做功？解答：（4）怎样选择计时点测量小车获得的速度？解答：更多方案……3、数据处理方法图象法：根据实验测得的数据，猜想可能的函数关系。

7.6《实验：探究功与速度变化的关系》导学案【学习目标】1．通过实验，探究功与物体速度变化的关系．2．了解探究功与物体速度变化关系的思路．3．学习利用图象法处理实验数据【重点难点】探究功与物体速度变化的物理方法和思维过程【学法指导】认真阅读教材，体会实验的物理方法，体会实验数据的处理方法。

【知识链接】1．外力对物体做正功时物体的动能怎样变化？2．外力对物体做负功时物体的动能怎样变化？【学习过程】一、实验原理如图所示，小车在橡皮筋的作用下弹出,沿木板滑行，当我们用2条、3条……同样的橡皮筋进行第2次、第3次……实验时,每次实验中橡皮筋拉伸的长度都保持一致,那么第2次、第3次……实验中橡皮筋对小车做的功就是第1次的2倍、3倍……如果把第1次实验时橡皮筋的功记为W，以后各次的功就是2W、3W ……由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由打点计时器打出的纸带测出，这样进行若干次测量,就得到若干组功和速度的数据．二、实验步骤1．按上图组装好实验仪器，由于小车在运动中会受到阻力，把木板略微倾斜，作为补偿．2．先用一条橡皮筋进行实验,把橡皮筋拉伸一定长度，理清纸带,接通电源,放开小车．3．换用纸带，改用2条、3条……同样的橡皮筋进行第2次、第3次··…实验，每次实验中橡皮筋拉伸的长度都相同．4．由纸带算出小车获得的速度，把各次实验获得的速度依次记人设计的表格中．5．对观测数据进行估计，大致判断两个量可能的关系，然后以W为纵坐标，以v(v2、v3）为横坐标作图．三、实验数据处理在处理数据的时候，如果作出的功-速度曲线是一条直线,表明橡皮筋做的功与小车获得的速度的关系是正比例关系，即W—v；如果不是直线,就需要根据测得的速度分别按v2、v3、……算出相应的功的值，实际测得的速度与哪一种最接近，它们之间就是哪一种关系．【训练测试】1．对于橡皮筋做的功来说,直接测量是有困难的．我们可以巧妙地避开这个难题而不影响问题的解决，只需要测出每次实验时橡皮筋对小车做的功是第一次实验的多少倍，使用的方法是( )A．用同样的力对小车做功，让小车通过的距离依次为s、2s、3s……进行第1次、第2次、第3次……实验时,力对小车做的功就是W、2W、3W……B．让小车通过相同的距离，第1次力为F、第2次力为2F、第3次为3F……实验时,力对小车做的功就是W、2W、3W……C．选用同样的橡皮筋,在实验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一致，当用1条、2条、3条……同样的橡皮筋进行第1次、第2次、第3次……实验时，橡皮筋对小车做的功就是W、2W、3W……D．利用弹簧称测量对小车的拉力F,利用直尺测量小车在力作用下移动的距离s，便可以求出每次实验中力对小车做的功，可控制为W、2W、3W……2．在探究功与物体速度变化的关系实验中作出W－v图象如图所示，哪一个是符合实际的（)3．（湖北省部分重点中学09～10学年下学期期中)某实验小组采用如图所示装置探究橡皮筋弹力功与速度的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后,沿木板滑行．实验中木板略微倾斜，这样做( )A．是为了使释放小车后，小车能匀加速下滑B．是为了增大小车下滑的加速度C．可使得橡皮筋做的功等于合外力对小车做的功D．可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动4．如图所示为探究力对物体做功与速度的关系的装置图,在实验中每次橡皮筋的拉伸长度都保持不变，这样每次皮筋( )A．做的功一样B．每条橡皮筋产生的弹性势能相同C．产生的动能相同D．产生的重力势能相同【参考答案】1．答案：C解析：实际操作第一次用一根橡皮筋，以后各次分别用2根、3根、…且每次拉到同样的长度，即能得到W、2W、3W、…的功．2．答案：C3．答案：CD4．答案:B解析：实验中每次橡皮筋的条数不同，所以对小车做的功不同，小车产生的动能不同，所以B项正确．【学习反思】利用图象法处理实验数据有什么优点?。

第六节实验：探究功与速度变化的关系“车神”——舒马赫舒马赫是当之无愧的车神．在赛季之初，舒马赫的实力一度受到怀疑，2003赛季舒马赫的夺冠应该说是最艰难的一次，F2003­GA并没有真正让舒马赫成为无敌，在关键时刻，舒马赫靠的是自己的经验、出色的技术以及临场的发挥，当然不能缺少的是天赋，舒马赫就是集这些因素于一身的车神．车神在2004赛季的表现，在全世界又掀起一股强烈的红色风潮，实在让人不服不行．1．领会“探究功与物体速度变化的关系”实验的设计思路．2．理解小车做匀速运动阶段测量速度比较合理．3．能进行实验操作，会处理实验数据．4．理解数据处理时寻找W与v的关系的方法．1．探究的目的是研究外力对物体做功与物体速度的变化的关系．2．小车的末速度用纸带和打点计时器来测量．3．本实验并不需要测量橡皮筋做的功到底是多少焦耳，只要测出以后各次实验橡皮筋做的功是第一次实验时的倍数，这样做可以大大简化操作．4．实验所选取的器材：平板、小车、橡皮筋、钉子、打点计时器、纸带．5．寻找功与速度变化的关系．以橡皮筋的拉力所做的功W为纵坐标，小车的速度v为横坐标，作出W­v曲线(即功—速度曲线)．分析这条曲线，得出橡皮筋的拉力对小车所做的功与小车获得的速度的定量关系．1．关于外力对物体所做功与速度关系表达式正确的是(C)A．W∝v B．W∝vC．W∝v2 D．以上都错误2．在探究力对物体做的功与物体速度的关系的实验中，有关小车质量的选择，下列说法正确的是(B)A．小车质量应该尽量小一些B．小车质量应该大一些C．与小车质量无关D．以上说法都不对3．(多选)在探究功与物体速度变化的关系的实验中，某同学在一次实验中得到了一条如图所示的纸带，这条纸带上的点两端较密、中间较疏，出现这种情况的原因可能是(CD)A．电源的频率不稳定B．木板倾斜程度太大C．没有使木板倾斜或倾角太小D．小车受到的阻力较大4．如图所示为与小车相连、穿过打点计时器的一条纸带，纸带上的点距离并不都是均匀的，下列说法中正确的是(B)①纸带的左端是与小车相连的②纸带的右端是与小车相连的③利用E、F、G、H、I、J 这些点之间的距离来确定小车的速度④利用A、B、C、D这些点之间的距离来确定小车的速度A．①③ B．②④C．①④ D．②③5．在探究功与速度关系的实验中，某同学没有通过倾斜木板平衡摩擦力，并用速度传感器测出不同做功情况下橡皮筋恰好恢复原长时的速度v，作出W－v2图象，则作出的图线可能是下图中的(D)6．某同学在探究功与物体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，使重物静止在靠近计时器的地方．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，该同学对数据进行了下列处理：OA＝AB＝BC，并根据纸带算出了A、B、C三点的速度分别为v A＝0.12 m/s，v B＝0.17 m/s，v c＝0.21 m/s.根据以上数据你能否大致判断W∝v2?解析：设由O到A的过程中，重力对重物所做的功为W，那么由O到B的过程中，重力对重物所做的功为2W，由O到C的过程中，重力对重物所做的功为3W.由计算可知，v2A＝1.44×10－2m2/s2，v2B＝2.89×10－2m2/s2，v2C＝4.41×10－2m2/s2，v2B v2A ≈2，v2Cv2A≈3，即v2B≈2v2A，v2C≈3v2A.由以上数据可以判断W∝v2是正确的，也可以根据W－v2的曲线来判断(见右图)．答案：见解析7．某实验小组采用如图所示的装置探究“动能定理”，图中小车中可放置砝码．实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点计时器工作频率为50 Hz.(1)实验的部分步骤如下：①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；②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，________；③改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复②的操作．(2)如图是钩码质量为0.03 kg、砝码质量为0.02 kg 时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点O及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到O的距离s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．测量点 s/cm v/(m·s－1)O 0.00 0.35A 1.51 0.40B 3.20 0.45C ________ ________D 7.15 0.54E 9.41 0.60(3)在小车的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统，________做正功，________做负功．(4)实验小组根据实验数据绘出了下图中的图线(其中Δv2＝v2－v20)，根据图线可获得的结论是________________________________.要验证“动能定理”，还需测量的物理量是摩擦力和__________________．答案：(1)②接通电源释放小车断开开关(2)5.06 0.49 (3)钩码的重力小车受的摩擦阻力(4)小车初末速度的平方差与位移成正比小车的质量教师个人研修总结在新课改的形式下，如何激发教师的教研热情，提升教师的教研能力和学校整体的教研实效，是摆在每一个学校面前的一项重要的“校本工程”。

高中物理 7.6实验：探究功与速度变化的关系导学案新人教版必修7、6实验：探究功与速度变化的关系【学习目标】1、会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度；2、会利用物理图像探究功与物体速度变化的关系；3、通过用纸带与打点计时器来探究功与速度的关系。

【知识链接】1、怎样通过纸带求小车的瞬时速度？2、如何平衡摩擦力？【学习过程】一、实验方案图1 由重力提供牵引力图2由橡皮筋提供牵引力问题1、在图1的方案中，假设小车质量M，重物质量m，小车的摩擦力已经平衡。

尝试利用牛顿第二定律求解绳子的拉力F与重物的重力mg的关系，并说明什么情况下可以近似用mg代表F。

问题2、在图1和图2两种方案中，如何求解和记录牵引力对小车做的功？木板打点计时器纸带小车橡皮筋二、实验原理（以教科书“参考案例二”为案例）右图所示，分别将1、2、3……根相同的橡皮筋并接后与小车相连，每次使小车在橡皮筋拉紧时从同一初位置弹出。

利用打点计时器打出的纸带计算各次橡皮筋恢复原长时小车的最大速度。

因各次橡皮筋的长度变化相同，所以各次橡皮筋做的功可记为：W、2W、3W……。

绘制出W-v、W-v2图象，分析做功与小车速度变化的关系，得出实验结论。

三、实验器材长木板、小车、橡皮筋、打点计时器、垫块、图钉、刻度尺、纸带、交流电源、导线。

四、实验步骤1、安装如上图所示的实验装置。

将长木板一端垫起，调整倾角使小车在木板上做匀速直线运动（纸带上的点迹间隔大致相同）。

（平衡摩擦力）2、先用一根橡皮筋两端用图钉固定在木板上并与小车连接。

将小车拉至靠近打点计时器的一端，并标记这一位置。

3、打开电源，由静止释放小车，小车被拉紧的橡皮筋弹出，打出纸带。

在纸带上记录本次实验所用橡皮筋根数1。

4、分别用2、3……根相同的橡皮筋并接，再将小车拉回原来的位置，重复步骤（3）。

5、由纸带算出小车每次获得的速度，把各次实验获得的速度依次记入设计的表格里。

【例题】1、关于“探究功与物体速度变化的关系”的实验中，下列叙述正确的是 ( )A、每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值B、每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致C、放小车的长木板应该尽量使其水平D、先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出五、实验过程注意事项1、平衡摩擦力：将木板一端垫高，使重力沿斜面方向的分力与摩擦力平衡，轻推小车，由打点计时器打在纸带上点的均匀程度判断小车是否匀速运动。

高中物理 7.6 探究功与速度变化的关系导学案新人教版必修7、6 探究功与速度变化的关系导学案新人教版必修2【学习目标】1、领会探究功与物体速度变化的关系实验的设计思路，经历探究学习的情感体验过程。

2、知道用一根橡皮筋所做的功为“单位的功”。

3、理解小车做匀速运动阶段测量速度比较合理。

4、能进行实验操作，会采集实验数据。

5、理解处理实验数据时寻找w与v的关系的方法。

【学习重点】学习探究功与速度变化关系的物理方法，并会利用图象法处理数据。

【学习难点】实验数据的处理方法――图象法。

【学习过程】【问题导入】思考问题1：是什么改变物体运动速度？我们今天用实验的方法来探究功与物体速度变化的关系。

思考问题2：在实验探究中，应如何对物体做功？又怎样表示每次做功的大小呢？【自主学习】阅读课文并回答实验都采用了哪些器材，实验如何操作，W-V 间关系通过什么得到？一、橡皮筋做的功1、橡皮筋做功是恒力做功还是变力做功？如何处理橡皮筋做的功？2、要保证橡皮筋做功为整数倍，需要选择什么样的橡皮筋才能减少误差？3、在改变橡皮筋的条数后为什么要把小车拉到相同的位置释放？不这样会出现什么结果？4、在实验中小车要受到阻力，为了使橡皮筋的力为小车的合外力我们应该怎么办？二、小车速度的测量1、小车获得的速度用什么测量？2、纸带上的点距离是不均匀的，我们应该选取纸袋上的哪部分点计算小车获得的速度？三、数据处理：功与速度的关系得到的数据应该怎么处理？【实验结论】（小车从静止开始运动，初速度为零，末速度就是小车速度的变化。

）【实验误差分析】1、用多条橡皮筋时，橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋对小车的拉力做的功与橡皮筋的条数不成正比。

2、小车受力为零的位置也不一定在设定的同一点。

3、改变橡皮筋的条数后，每次没有拉到相同的位置，没有保证每条橡皮筋每次做功相等。

4、由于小车不受拉力的位置不一定在E点，使得拉力的功w 与橡皮筋的条数不成正比。

而实验设计中作图时纵坐标的单位长度依然将功与橡皮筋的条数按正比关系取值，这就使得利用测量值作出的w与v的各对应点的分布与实际的w-v函数图象发生了偏离。

7．6 探究功与物体速度变化的关系新课导航一、探究思路如图所示，小车在橡皮筋的拉力作用下弹出，沿木板滑行.当我们用2条、3条……同样的橡皮筋进行第2次、第3次……实验时，每次橡皮筋拉伸的长度保持一致，那么第2次、第3次……实验中橡皮筋对小车做的功就是第1次的2倍、3倍……如果把第1次实验时橡皮筋的功记为W,以后各次的功就是2W、3W……由于橡皮筋对小车做功而使小车获得速度，小车速度可以由纸带和打点计时器测出，也可以用其他方法测出.进行多次测量，就得到若干组功和速度的数据。

以橡皮筋对小车做的功为纵坐标，小车获得的速度为横坐标，以第1次实验时的功W为单位，作出W—v曲线。

分析这条曲线，可以得出橡皮筋对小车做功与小车获得的速度的定量关系。

二、操作的过程(1）如图所示,先固定打点计时器，在长木板的两侧A处钉两个小钉,小车放在B处挂上一根橡皮筋(即图示情况),使橡皮筋处于自由长度。

将木板的左端稍垫高，以平衡小车所受的摩擦力。

（2）将小车拉至图中C处，使AB和AD间距离大致相等，接通打点计时器电源，放开小车，小车带动纸带运动，打下一系列的小点，由纸带分别求出小车通过B位置时的速度v1，设第1 次橡皮筋对小车做功为W。

（3）用2条、3条……同样的橡皮筋进行第2次、第3次……实验，每次实验保持橡皮筋拉伸的长度不变,用同样的方法测出v2、v3……记下2W、3W……填入表格。

注意：①橡皮筋的弹力做功不便于用公式计算，然而改变橡皮筋的条数,保持小车在弹力的作用下运动的距离不变，则弹力功的大小与橡皮筋的条数成正比，这是研究问题的方法技巧。

②实验中的小车不可避免地要受摩擦力这一阻力作用，我们研究拉力对小车做功和小车获得的速度关系，应消除其它力的影响。

可将木板的一端稍垫高,轻推小车，观察小车是否做匀速运动，使重力的分力与摩擦力相平衡,消除摩擦力的影响.③小车在拉力作用下应先做加速运动，当橡皮筋恢复原长后，小车的速度达到最大值，此后小车做匀速运动，因此，计算小车的速度时应选点距均匀的那一段纸带来计算小车的速度.三、数据处理先对测量数据进行估计,或者作W—v草图，大致判断两个量可能是什么关系，如果认为很可能是2vW∝，就对每一个速度值算出它的二次方，然后以W为纵坐标、2v为横坐标作图（不是以v为横坐标）。

高中物理7.6探究功和速度变化关系导学案1新人教版必修2探究功和速度变化的关系【学习目标】知识与技能：（1）领会探究功与速度变化关系实验的设计思路，知道该实验探究须测定功与速度两个物理量。

（2）会利用打点计时器打出的纸带计算物体运动的速度。

（3）会运用图象法探究功与物体速度变化的关系。

过程与方法：（1）体验探究实验方案的设计思路（2）体验实验操作过程中控制实验条件的方法（3）体验通过实验数据处理寻找物理量间变化关系的方法情感、态度与价值观：通过亲身实践体会，领略探究过程中避繁就简的方法选择，感受实验探究的快乐，形成“实践是检验真理的唯一标准”的科学观，培养学科思维方式与能力。

【重点、难点】重点：实验方案的设计，实验数据的采集与处理。

难点：①变力功的确定（倍增法）②从寻找W-V关系转向寻找W-V2关系（图像法）预习案【自主学习】复习1、重力势能表达式是通过探究重力做功得出的，得出弹性势能表达式是通过探究弹力做功得出的，那么标题中要探究的功是什么力的功？为什么？（是合力功，因为合力决定了加速度，加速度是跟速度变化有关的。

）2、求速度变化，要先测出速度，我们最熟悉的实验室中测速度的方法是什么？（打点计时器）自主学习1、分析与猜测(1)通过研究重力做的功，我们确立了重力势能的表达式，通过分析弹力做的功，我们探究了弹性势能的表达式，那么，要研究动能的变化，也要从力做功开始、(2)物体在力的作用下通过一段位移时，力会对物体做功，物体的速度也会发生变化，所以二者之间存在联系、2、探究的思路(1)要探究功与物体速度变化的关系，就要改变力对物体做的功，测出力对物体做不同功时物体的速度、(2)为简化实验，可将物体初速度设置为零，利用如图7－6－2所示的装置进行实验，通过橡皮筋来对小车做功W，通过打点计时器在纸带上打出的点测量小车获得的速度v，然后分析功W与速度v的关系、三、实验器材木板、小车、橡皮筋、打点计时器(电火花打点计时器)、电源、纸带等、四、实验步骤1、按装置图安装好实验器材、2、平衡摩擦力：将木板固定，打点计时器的一端稍微垫高，使小车能牵引纸带在木板上做匀速运动、3、先用一条橡皮筋做实验，用打点计时器打出的纸带测出小车前端通过两铁钉连线时小车的速度v1，设此时橡皮筋对小车做功为W1，将数据记入表格，用标尺记录小车的初始位置、4、改用2条、3条、4条……橡皮筋重复上述实验，让小车开始位置相同，每次橡皮筋拉开的长度相同，记录橡皮筋做功2W、3W、4W……情况下小车获得的速度v2、v3、v4……、Wv/ms－1v2/m2s－21234565、分析数据，研究W与v的关系五、数据的处理用图象法处理实验数据我们可根据实验测得的数据，分别作出Wv2曲线、WV图来观察分析功与速度的关系。

探究功与速度变化的关系（教案）山东省苍山县第二中学孙晋善★教学目标（一）知识与技能1．知道探究活动须测定功与速度两个物理量。

2．利用打点计时器打出的纸带计算物体运动的速度。

3．运用物理图象探究功与物体速度变化的关系。

（二）过程与方法1．体验实验方案确定过程的探究思路。

2．体验实验操作过程中控制实验条件的方法。

3．体验通过实验数据处理寻找物理量间变化关系的方法。

（三）情感、态度与价值观通过亲身实践体会，领略探究过程中避繁就简的方法选择，感受实验探究的快乐，形成“实践是检验真理的唯一标准”的科学观，培养科学思维方式与能力。

★教学重点实验方案的设计，实验数据的采集与处理。

★教学难点1．变力功的计算（倍增法）。

2．从寻找W-V关系转向寻找W-V2关系（图像法）。

★教学方法实验探究。

★教学工具橡皮筋（5根），小车，砝码，铝质轨道，刻度尺，打点记时器（电火花），纸带，坐标纸，多媒体设备。

★教学过程☆猜想：功与速度之间存在哪种关系？讨论结果。

望。

教师活动学生活动说明二、实验方案的设计你能设计什么样的实验方案证实你的猜想？三、操作要点：（一）功的确定1．能否记算出橡皮筋做的功？2．如何确定橡皮筋做的功？3．在实验中对橡皮筋有怎样的的要求？<小结>这种做法巧妙地回避了具体功数值的计算，可使问题简化，但对橡皮筋的要求比较高。

（二）平衡摩擦力（三）速度测量演示：小车被橡皮筋弹射的过程1. 小车做什么运动？2. 要测量小车在哪段中的运动速度？3. 如何测量这段的速度？四、实验操作与数据的采集1．提醒各组实验中分工要明确。

2．展示实验步骤，强调实验中的注意事项。

3．巡回指导各小组进行实验探究，及时处理实验中出现的突发问题。

分组讨论，各小组推举代表汇报实验设计方案。

各小组选派代表回答问题。

通过讨论，学生自由回答。

Txv2分组进行实验探究。

论证学生提出的实验方案的可行性，并确定本节的实验方案。

通过相关问题的设置和学生的回答情况，教师指出实验探究中应注意的事项。

试验报告探究功与速度变化的关系实验原理：功是描述力对物体运动的影响的物理量，主要取决于力的大小和物体的位移。

功=力×位移×cosθ，其中θ为力的方向与物体运动方向之间的夹角。

速度是描述物体运动快慢的物理量，是位移随时间的变化率。

根据功的计算公式，可以推导出功与速度的关系：功=力×位移×cosθ=力×速度×时间×cosθ=力×速度×cosθ×时间=动能变化=1/2mv²-1/2mu²，其中m为质量，v为最终速度，u为初始速度。

可见，功与速度的关系是非线性的，功随速度的平方变化。

实验步骤：1.准备一段光滑的直线轨道，轨道两端分别固定一个弹簧弹出的（即力的大小与伸长量成正比）小物块。

2.将一个小物块放在轨道上，使其始终保持静止。

3.缓慢将另一个小物块推向静止的小物块，使其通过碰撞将被推的小物块推向前方。

4.观察并记录被推小物块的速度和位移，利用公式计算功。

5.重复上述步骤，但通过调节推动小物块的初速度，探究不同速度下功的变化。

实验结果与分析：通过多次重复实验，并计算不同速度下的功。

发现在速度增加的过程中，功的值呈现出非线性的增加趋势，其增加率逐渐减小。

实验结果证明了功与速度的平方成正比的关系。

根据实验结果可以得出结论：当速度增加时，功的值增加，但增加率逐渐减小。

实验误差分析：1.实验中存在一定的摩擦力，摩擦力对力的大小和方向产生了影响，可能会对实验结果产生一定的误差。

2.实验中的材料和设备的质量差异可能会对结果产生影响，如弹簧的弹性系数、小物块的质量等。

3.在实验过程中，由于实验者的操作不精确，以及观测仪器的误差，也可能会对结果产生一定误差。

改进方法：1.减小摩擦力对实验的影响，可以在轨道表面涂抹一层光滑剂。

2.选用质量较为均匀的小物块，并进行精确测量。

3.提高实验者的操作技术，减小人为误差。

题目§7.9《实验：验证机械能守恒定律》 2 课时学习目标学习疑问学习建议认真阅读教材，回答下列问题:通过初步了解知道动能的表达式中应该包含速度，但他们之间究竟存在什么样的关系，这是需要探究的，功是能量转化的量度，我们可以通过实验探究力对物体做的功与物体速度变化的关系，由此找到动能的表达式。

一、实验目的1、会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的。

2、学习利用探究功与速度变化的关系。

二、实验原理物体的动能与物体的速度密切相关，而物体速度发变化又与力对它做的功有关，故可以通过探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度来确定两者之间的关系。

三、探究思路探究思路一：（结合案例一）探究思路二：（结合案例二）1、改变功的大小：采用教科书上所示的实验装置用1条，2条，3条……同样的橡皮筋并在一起将小车拉到同一位置释放，橡皮筋拉力对小车所做的功依次为W、2W、3W……2、确定速度的大小：小车获得的速度v可以由纸带和打点计时器测出，也可以用其他方法测出。

3、寻找功与速度变化的关系：以橡皮筋拉力所做的功W为纵坐标，小车获得的速度v为横坐标，【合作探究一】问题探究1 ：小车运动中会受到阻力，阻力对小车做负功，而我们研究的是橡皮筋做的功，如何排除阻力的影响？问题探究2：如何平衡摩擦力？问题探究3：为什么要选取间距均匀的那段纸带来计算小车的速度？【典题探究一】例题1：若打点计时器打点时间间隔是0.02 s，则通过如图所示的纸带的点距可求出小车由于橡皮筋做功后而获得的速度为__________m/s.图例题2：橡皮筋释放后，关于小车的运动，下列说法中正确的是( )A．一直做匀速直线运动 B．先做匀加速直线运动，再做匀速直线运动C．先做加速度减小的变加速直线运动，再做匀速直线运动D．先做加速度增大的变加速直线运动，再做匀速直线运动例题3：在本实验中，我们并不需要测出橡皮筋做的功到底是多少，只需测出以后各次实验时橡皮筋对小车做的功是第一次实验的多少倍，使用的方法是( )A．用同样的力对小车作用，让小车通过的距离为s、2s、3s…进行第1次，第2次，第3次…实验时，力对小车做的功就是W、2W、3W…B．让小车通过相同的距离，第1次力为F、第2次力为2F、第3次力为3F…实验时，力对小车做的功就是W、2W、3W…C．选用同样的橡皮筋，在实验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一致，当用1条、2条、3条…同样的橡皮筋进行第1次、第2次、第3次…实验时，橡皮筋对小车做的功就是W、2W、3W…D．利用弹簧测力计测量对小车的拉力F，利用直尺测量小车在力F的作用下移动的距离s，便可求出每次实验中力对小车做的功，可控制为W、2W、3W…【合作探究二】.问题：分析本实验误差的来源？【典题探究二】例题4：在探究功与物体速度变化的关系的实验中，某同学在一次实验中得到了一条如图所示的纸带，这条纸带上的点两端较密，中间较疏，出现这种情况的原因可能是( CD ).A．电源的频率不稳定 B．木板倾斜程度太大C．没有使木板倾斜或倾角太小 D．小车受到的阻力较大例题5：关于探究功与物体速度变化的关系实验中，下列叙述正确的是（ D ）B.每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致D.先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出【课堂检测】1．某同学在做利用橡皮筋探究功与速度变化关系的实验时，拖着纸带的小车在橡皮筋的作用下由静止运动到木板底端，在此过程中打点计时器在纸带上打下的相邻点间的距离变化情况是() 答案：DA．始终是均匀的B．先减小后增大C．先增大后减小D．先增大后均匀不变2．在“探究功与物体速度变化的关系”实验中作出W－v2图象如图所示，下列符合实际的是() 答案：B3．小明和小帆同学利用如图所示的装置探究功与速度的变化关系，对于橡皮筋和小车连接的问题，小明和小帆同学分别有两种接法，你认为正确的是________(填“甲”或者“乙”) 答案：甲4．下面探究“功与物体速度变化关系”的实验步骤，其合理顺序是________。

7．6 ?探究功和速度变化的关系?学案【学习目标】1、会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。

2、学习利用物理图象探究功与物体速度变化的关系。

【重点难点】教学重点学习探究功与速度变化关系的物理方法，并会利用图象法处理数据。

教学难点实验数据的处理方法――图象法。

【课前预习】预习本节内容，完成下面问题：〔1〕探究过程中，我们是否需要测出橡皮筋做功的具体数值？是否需要测出各次小车速度的具体数值？可以怎么做？〔2〕每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要求？为什么？〔3〕小车获得的速度怎样计算？〔4〕实验完毕后，我们用什么方法分析橡皮筋对小车作的功和小车速度的关系？〔5〕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？〔6〕纸带上的点距并不都是均匀的，应该采用那些点距来计算小车的速度？为什么？【堂中互动】[问题探究1]1、测量橡皮筋对小车做的功W问题a：橡皮筋对小车做的功如何测量？F为变力，做的功很难测量。

问题b：探究过程中，我们是否需要测出橡皮筋做功的具体数值？措施：设法让橡皮筋每次对小车做的功分别为W、2W、3W……问题c：每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要求？相同[问题探究2]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。

[问题探究3]测量由于橡皮筋做功而使小车获得的速度v问题：如何测量小车的速度？利用打点计时器打出的纸带问题：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局部例: 为研究功与物体速度变化的关系，在某次实验中某同学得到了如下图的一条纸带,〔1〕应选哪些点间距进行测量？〔2〕怎样根据测得的数据进行确定小车的速度？解析：〔1〕选用DE段〔2〕V＝L / t[问题探究4]数据处理，寻找W与v的关系问题：如何找到功与速度的关系？方法一：计算法：比拟麻烦方法二：图像法：简便直观，可以减少偶然误差画W－v图像画W－v图像【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。

《探究功与速度变化的关系》教学设计
曲阳一中物理组主备：马献红
课题探究功与物体速度变化的关系课型新授课（1课时）
教学目标
1、领会探究功与物体速度变化的关系实验的设计思路，经历探究学习的情感体验过程。

2、能进行实验操作，会采集实验数据，理解实验数据时寻找w与v的关系的方法。

3、培养学生自我思考、与他人合作的能力。

教学重点、难点教学重点
学习探究功与速度变化关系的物理方法，并会利用图象法处理数据。

教学难点
实验数据的处理方法――图象法。

教
学
方
法
实验观察法、图象法、迁移法、归纳总结、讨论。

教
学用具
长木板，橡皮筋（若干），小车，打点计时器（带纸带、复写纸等）、铁架台、钩码等。