高一物理必修二第七章7.6实验：探究功与速度的变化关系

第六节实验：探究功与速度变化之间的关系一、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方法．二、实验原理让橡皮筋拉动小车做功使小车的速度增加，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、实验步骤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同，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W－v、W－v2等图象，探究W、v的关系．五、数据处理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．所以，应该在纸带上测量的物理量是图中A1、A3间的距离x，小车此时速度的表达式为v＝x2T，其中T是打点计时器的打点周期．即选择相邻距离基本相同的若干点A1、A2、A3、······来计算小车匀速运动时的速度．2．计算小车做的功分别为W、2W、3W、……时对应的v、v2、v3、v、……的数值，填入表格.WW 2W 3W 4W 5Wvv2v3v3.逐一与W的一组数值对照，判断W与v、v2、v3、v、……的可能关系或尝试着分别画出W与v、W与v2、W与v3、W与v间关系的图象，找出哪一组的图象是直线，从而确定功与速度的正确关系．产生原因减小方法偶然误差①橡皮筋长短、粗细不一②纸带上“点”间距离测量不准③描点不准确①选用规格相同的橡皮筋②测量、描点尽量准确系统误差忘记平衡摩擦力或没有完全平衡摩擦力实验前精确地平衡摩擦力七、注意事项1．平衡摩擦力的方法：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程度判断小车是否做匀速运动，找到木板的一个合适的倾角．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．橡皮筋应选规格一样的，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．小车质量应大一些，使纸带上打的点多一些．6．使小车挂住橡皮筋的中点，放正小车，使小车沿木板的中间线运动．。

§5.6探究功与物体速度变化的关系
教学目标：
1、知识目标：
（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。

2、情感、态度、价值观目标：
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。

3、技能目标：
通过实验探究，体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观。

教学重点、难点：
1、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。

2、实验数据的处理方法――图象法。

课时设计：新授课（1课时）
教学方法：实验观察法、图象法、迁移法。

教学媒体：长木板，橡皮筋（若干），小车，打点计时器（带纸带、复写纸等）、计算机。

教学过程：
板书设计：5．6探究功与物体速度变化的关系
实验目标：探究功与速度变化的关系．
仪器及器材：长木板、橡皮筋(若干)、小车、打点计时器(带纸带、复写纸等)、橡皮筋、电源、导线、刻度尺、木板．
注意事项：
1．橡皮筋的选择．
2．平衡摩擦力．
3．误差分析．
4．橡皮筋的条数．
5．实验装置的选取
教学反思：
思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。

学生素质的培养就成了镜中花，水中月。

实验探究功与速度变化的关系一、教材分析与学情分析：在学习本节内容选之前，学生已经掌握了平抛运动等相关知识，也知道速度的大小跟动能大小是有关系的。

因此，这个实验的重点我把它定在了探究功与物体速度变化的关系上，为后面学习动能定理和机械能打下良好的基础。

对学生而言，此时已经具有一定的动手探究实验能力，但是，实验探究本身就是一个难点。

从实验方案的设计，实验过程中数据的采集，以及实验数据的分析，对高一学生都具有相当的难度，因此教师要积极的创造条件，让学生亲身经历实验探究的过程。

二、实验目的和实验重难点实验目的：通过实验探究得出功与速度变化的关系，增加学生探究与体验的机会，并有效的促进学生在探究中开阔思路。

实验重点：快速寻找功与物体速度的关系。

实验难点：制定恰当的实验方案以及数据的采集分析。

三、实验过程1.创设情境，引入实验主题首先，设计一个小游戏，让学生用老师自制的弹弓打击玩偶。

然后通过问题引导学生，让学生知道橡皮筋对弹弓做的功与弹弓的出射速度之间存在着一定的关系。

2.实验探究方案设计：关于实验方案的设计，教材上给出了两个经典的案例，一个是恒力做功，一个是变力做功。

学生进行讨论、分析、对比，最后都选择了变力做功。

为了回避变力功的计算，我们把一根橡皮筋做的功作为单位功，依次增加橡皮筋的条数，从而实现了功的倍增。

对于速度的测量，学生首先想到了打点计时器这一经典的方法，但是，打点计时器测速度，它的实验数据处理相对繁琐，耗费时间。

然后学生又想到了用光电门测速度，并通过电脑拟合数据，即快速又精确，然而现阶段在学生实验课上光电门还未能广泛普及。

那是否存在一种数据处理简捷，又能广泛应用的实验器材？针对以上几点，我和学生对实验进行了改进，借助平抛运动来探究功与速度变化的关系。

接下来是实验装置介绍。

首先，我们采用金属小球替代小车，用导轨替代木板，这样小球受到摩擦力就会大大降低，对实验的影响可以忽略。

那么在实验过程中只需要调整装置，使轨道呈水平状态。

7. 6 实验：研究功与速度变化的关系教课目一、知与技术1．会用打点器打下的算物体运的速度。

2．学利用物理像研究功与物体速度化的关系。

二、程与方法通用与打点器来研究功与速度化的关系，体知的研究程和物理学的研究方法。

三、感情、度与价通研究，领会学的快，激学的趣；通身践，立“ 践是真谛的独一准”的科学。

教课要点学研究功与速度化关系的物理方法，并会利用像法理数据。

教课点数据的理方法―― 像法。

教课方法察法、像法、迁徙法。

教具准木板，橡皮筋（若干），小，打点器（、复写等），算机等。

教课程一、入新前方几研究了重力做功与重力能化之的关系，进而确定了重力能的表达式。

研究了力做功与性能的关系，进而确定了性能的表达式。

一和下一我来研究功与物体能的关系。

我知道物体的能和速度相关，我不可以上研究力物体做的功和能的关系，我先来研究力物体做的功和速度化的关系。

二、新教课（一）研究的思路如所示：1.法橡皮筋小做的功分W、 2W、 3W⋯⋯2.由和打点器分出小得的速度v 、 v 、 v ⋯⋯1233.以橡皮筋小做的功坐（以第一次的功W 位），小得的速度横坐，作出W-v 曲。

4.假如 W-v 曲是一条直，表示 W∝ v；假如不是直，可着手考能否存在以下关系： W∝v2、 W∝ v3、 W∝v⋯⋯5.依据W-v草，大概判断两个量可能是什么关系。

假如很可能是W∝v2，就做出 W-v2曲，假如条曲是一条直，就能够明你的判断是正确的。

（二）操作与作技巧1.小运中会遇到阻力，能够采纳什么方法行？能够采纳均衡摩擦力的方法。

详细操作是：使木板稍微斜，将小（后拴）放到木板上，推小，小运，察的点距。

木板的角，察的点距，直到点距相等，表示恰均衡摩擦力（若用气，的角，若光条遮光的通数字毫秒示相等，即恰均衡摩擦力）。

（ 2）研究中，我能否需要橡皮筋做功的详细数？不需要。

因是以倍增的思想方法，若橡皮筋第一次做功W，橡皮筋第二次做功2W，⋯橡皮筋第n 次做功nW。

6 实验：探究功与速度变化的关系整体设计各种力做功都与其对应的某种能量有关系,研究出它们的关系,就能确立相应能量的表达式.例如通过重力做功确立了重力势能的表达式，通过弹力做功确立弹性势能的表达式。

动能是物体由于运动而具有的能，物体的动能与它的速度密切相关,而物体速度的变化与它受的力有关，当物体运动而发生位移时,它所受的力又会做功，因此力对物体做的功与物体速度变化有密切的关系.本节课就是探究功与速度变化的关系，为下一节动能的学习作准备.本节是一节探究实验课。

在进行实验探索、收集数据时，需要考虑什么是有价值的数据，用什么方法来获得数据,以及如何证明这些数据是可靠的。

在进行实验时，操作应规范;在收集数据时,应实事求是，坚持严谨认真的科学态度.对实验所得到的结论要会判断是否科学,判断的标准就是看其是否具有重复性,即不论由哪位同学来做这个实验,也不论做几次,在允许的误差范围内结果都应该是相同的.过去我们强调的实验,主要所指为操作技能，现在强调的实验,除了操作技能外,希望学生更加重视实验中的科学思想与技能的学习.比如在探究功与速度变化的关系时,并不需要计算功的具体数值，原因是什么？在探究之前，要重点掌握本实验中的探究方法。

另外用图象处理数据比较形象、直观,而且误差也小,所以这种方法必须能够熟练应用。

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1.实验数据的处理方法——图象法。

2。

实验过程中的规范操作。

课时安排1课时三维目标知识与技能1.会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。

2.学习利用物理图象探究功与物体速度变化的关系。

过程与方法1。

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。

2.实际探究过程中如何把变力做功这个问题解决。

情感态度与价值观1.体验探究的困难,享受成功的乐趣。

2。

通过实验探究，体会学习的快乐,激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观.课前准备小车（前面带小钩），长木板(两侧适当的对称位置钉两个钉子),橡皮筋（5—6条)，打点计时器及电源、纸带等。