探究功与速度变化的关系实验 ppt课件

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火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
知识回顾 Knowledge Review
的提炼与物理规律的深化性应用
（二）学法：任务驱动式以及自主合作探究式。
选取多媒体演示动态物理过程、展示尝试练习 题和“任务驱动问题”
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
三、教学过程
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
【合作探究， 有轨尝试 】 教材68页：1．2．3；
时间控制在8min内；
【分享交流，填写教学案】时间控制在4min内； 【精讲点拨,释疑解惑】着眼于知识内容的挖掘与适
当的拓展。时间控制在6min内。 ⑴W合的理解： ⑵对标量性的认识： ⑶对“增加”一词的理解 ⑷对状态变化量与过程量的理解： ⑸适用范围的理解；
【提出问题、导入新课】
通过橡皮筋对小车做功，探究“功与物体速度的变 化关系”，得出了W∝V2，但具体的数学表达式应当 是什么？本节课我们将一起探讨这一问题。
【任务驱动，感知教材】
给出问题，引导学生自学教材，并带着这些问题在 学习小组内进行合作性学习，进行兵教兵，实现基 本问题学生自学掌握。
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去

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(3)在所挂钩码个数不变的情况下，要减小小车运动的加速 度，可以增大小车的质量，即可在小车上加适量的砝码(或钩 码)． (4)如果用钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，发现拉力做 的功总比小车动能的增量大，原因可能是阻力未被完全平衡 掉，因此拉力做功一部分用来增大小车动能，一部分用来克 服阻力做功；也可能是小车做加速运动，因此细绳的拉力小 于钩码的重力，钩码的重力做的功大于细绳的拉力做的功， 即大于小车动能的增量，C、D 项正确．
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对实验数据处理和误差分析的考查 1．数据处理 (1)求小车的速度：利用纸带上点迹均匀的一段测出两点间的 距离 x，则 v＝Tx(其中 T 为打点周期)． (2)实验数据处理：在坐标纸上画出 W－v 和 W－v2 图象(“W” 以一根橡皮筋做的功为单位)．根据图象得出 W∝v2.
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(3)平衡摩擦力后，当他用多个钩码牵引小车时，发现小车运 动过快，致使打出的纸带上点数较少，难以选到合适的点计 算小车速度．在保证所挂钩码数目不变的条件下，请你利用 本实验的器材提出一个解决方法： _________________________________________________.
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对实验原理和操作的考查 1．平衡摩擦力的方法是轻推小车，由打在纸带上的点是否 均匀判断小车是否匀速运动． 2．测小车速度时，应选纸带上点均匀分布的部分． 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．小车质量应大一些，使纸带上打的点多一些．
C．s－t－1
D．s－t－2
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(3)下列实验操作中必要的是________． A．调整轨道的倾角，在未挂重物时使小车能在轨道上匀速 运动 B．必须满足重物的质量远小于小车的质量 C．必须保证小车由静止状态开始释放

45分钟作业与单元评估
二合一
基础训练 课前预习作业
第七章
课时5
第3页
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45分钟作业与单元评估
二合一
一、选择题(1～3 为单选，4～5 为多选。) 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( )
第七章
课时5
第16页
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(2)根据你所作的图象，你认为滑块滑行的最大距离 x 与滑 块初速度平方 v2 的关系是________．
第七章
课时5
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7.
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第七章
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数据组 v/(m· s－ 1 ) x/m 1 0 0
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2 0.16 0.045 3 0.19 0.075 4 0.24 0.111 5 0.30 0.163 6 0.49 0.442
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第七章
课时5
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(1)一同学根据表中数据，作出 x－v 图象如图甲所示．观 察该图象， 该同学作出如下推理： 根据 x－v 图象大致是一条抛 物线，可以猜想，x 可能与 v2 成正比．请在图乙所示坐标纸上 选择适当的坐标轴作出图线验证该同学的猜想．
第七章
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学法指导
通过动手、动脑进行实验探究，掌握实验方法，学会运用图像法处理实验 数据，探究小车在重物的牵引下速度随时间变化的规律.
【讨论与交流】
1、阅读教材 “进行实验”讨论实验方案， 并阐述相关实验器材及步骤。
学生电源
打点计时器 纸带 小车
细绳
一端附有定滑轮 的长木板
钩码
器材组装
实验操作
注意事项
用等效替代法研究物体的运动
在探究小车速度随时间变化规律的实验中，选择一条打点清晰 的纸带，标上计数点，然后将纸带从相邻计数点处剪下，连续剪 下几段，然后底边对齐并列贴在有格子的坐标纸上，如图所示， 纸带的排列呈“阶梯”状．
这种排列也反映了小车运动的规律，因为每段的长度对应小车 相等时间内的位移，纸带的宽度等效为时间．所以纸带长度正比 于运动速度，纸带长度均匀增加，说明小车运动速度均匀增加．
1.开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器 2.先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再释放小车，当小车停止运 动时及时断开电源 3．滑轮不能过高,细绳应与木板平行. 4.要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，当小车到达滑轮前及时用手按住 它 5.小车另一端所挂的钩码个数要适当，避免加速度过大而使纸带上打的 点太少，或加速度太小使各段位移无法区别，从而使误差增大
高考物理一轮复习：力学实验部分
目录
• 实验：探究小车速度随时间变化的规律 • 实验：探究加速度与力、质量的关系 • 实验：探究功与速度变化的关系 • 实验:验证机械能守恒定律 • 实验：探究碰撞中的不变量
实验：探究小车速度随时间变化的规律
课程目标
1.巩固打点计时器的使用 、纸带数据的处理和瞬时速度的测量； 2.学会从实验中获取实验数据，学会利用图像处理实验数据； 3.理解小车在重物牵引下运动速度随时间变化的规律。

功与速度变化关系
功与速度的平方成正比
当物体受到恒力作用时，其动能与速 度的平方成正比，因此功也与速度的 平方成正比
功与速度的增量成正比
在物体受到变力作用时，其动能与速 度的增量成正比，因此功也与速度的 增量成正比
02
实验器材与步骤
实验器材
01
打点计时器
02
纸带
复写纸
03
实验器材
低压交流电源 导线 小车（一端附有定滑轮）
4. 在纸带上选择几个点迹清晰 的点，测量出各点迹到起始点的 距离，查出对应时刻小车的瞬时
速度。
5. 改变钩码的总质量m，重复步 骤3、4的操作，打出几条纸带
。
实验步骤
6. 断开电源，取下纸带，关闭打点 计时器。
7. 在坐标纸上以v为横轴，以v^2（或 v^2/2）为纵轴建立直角坐标系，根 据实验数据描点，并尝试用平滑的曲 线连接各点。
03
数据分析与结论
数据处理
数据筛选
从实验记录中筛选出有效数据，包括每次试验的初始速度、末速 度和所施加的功。
数据整理
将筛选出的数据按照实验条件进行分类整理，便于后续分析。
数据可视化
利用图表等方式将数据呈现出来，直观地展示功与速度变化之间 的关系。
结果分析
对比分析
将实验数据与理论预测进行对比，分析实验数据与理论预测的一致 性和差异性。
引入新技术
引入新的测量技术或数据处理技 术，如光电门测量速度等，以提 高实验的准确性和可靠性。
05
实验应用与拓展
物理学领域应用
验证动能定理
通过测量物体在不同速度下的动能，可以验证动能定理，即合外力对物体所做的功等于物体动能的变 化。

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(4)实验结论：从图像可知功与物体速度变化的关系 W∝v2.
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考点诊断
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
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二、实验误差分析 1．误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一，使 橡皮筋的拉力与橡皮筋的条数不成正比． 2．平衡摩擦力不彻底或平衡过度也会造成误差． 3．利用打上点的纸带计算小车的速度时， 测量不准 带来误差.
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热点题型探究
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题型归纳
题型 实验综合能力考查 【例 1】 为了探究对物体做功与物体速度变化的关系， 现提供如图所示的器材，让小车在橡皮筋的作用下弹出后， 沿木板滑行，请思考探究思路并回答下列问题．(打点计时 器交流电频率为 50 Hz)
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[解析]
(1)将木板固定有计时器的一端垫起适当的
高度，使小车缓慢匀速下滑． x (4)由匀速运动的速度公式 v＝ ，即可求出小车的速 t 度，其中 x 从图上读出分别为 2.00 cm,2.83 cm,3.46 cm， 1 4.00 cm.t＝T＝ ＝0.02 s. f

第六节：探究功与速度变化的关系

问题1：到现在为止，我们已经定量研究了哪 几种能量？它们与对应力的功有什么关系？ 它们都是怎样得出表达式的？
重力做功
重力势能
WG＝EP1－EP2 弹力做功 弹性势能
WF＝EP1－EP2
运动 问题2: 动能是与物体___________有关的能 速度 量。即与物体的___________ 有关，速度的变




一：提出预案 设计出一个实验方案，能够探究合力的功与 物体速度变化的关系，先说需要什么器材， 再说明怎样安装器材。


方案1：

方案2：
二：确定方案 主要从合理性、科学性、可行性等方面 进行分析,经过讨论、归纳、整理选出实验 方案。 方案2：

三：实验探究 实验目的：通过实验探究橡皮筋对小车 做功与小车速度的关系 实验器材：橡皮筋、小车、木板、打点 计时器、纸带、铁钉等
结 论
橡皮筋的弹力对小车做的功，与速度的 平方成正比 注：这里的弹力就是物体受到的合外力 因为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。 拓展：如果小车的初速度不为零，功与 速度之间应该有什么样的关系？
知识总结： 1、利用纸带与打点计时器，来探究功与物体 速度变化的关系，经历了知识的探究过程。 2、学习了物理学的研究方法――倍增法，并 会利用图像法处理数据。
W/×WJ X/×10 m v/（m/s） V /（m /s ） V /（m /s ） V1/2 次方 V1/3 次方 0 1 2 3 4 5 6 0 8.00 11.00 12.80 15.30 17.60 18.90
-2 2 2 2 3 3 3
2 3 W/ × X/ × v/ V1/2 V1/3 V/ V/ WJ 10-2m （ m/s （ m2/ （ m3/ 次方 次方 ） s2） s3） 0 0 0 0 0 1 8 0.8 0.64 0.894 2 11 1.1 1.21 1.049 3 12.8 1.28 1.638 1.131 4 15.3 1.53 2.341 1.237 5 17.6 1.76 3.098 1.327 6 18.9 1.89 3.572 1.375

；
却较《春秋》 或以为历术疏阔 置其星定合余 二至各于其地下水漏以定当处昼夜刻数 盈通法得一 龙以下 不能不小有盈缩 星辰 久益后天 《周历》入乙酉蔀首 《月令》以为五月者 为不蚀分 为定差 今火犹西流 右载闟戟 明年 六尚 自后六日损日 上以朱锦 依平；定朔 其十二《五星议》曰 坐檐以代乘车 进退日法 六度 每气益一度 入夏至 列国之历或殊 以法加余 火见而清风戒寒 十二度 晋用魏《景初历》 又留 余为气差 革带 以日出没刻校前后十二刻半内候之 望与日轨相会 赤舄 于《易》象 日益二；集 陈将复封 消加常见 以百四减之 以减加时月度 卦以八周 日与黄道俱差 也 秋分交后行阴历 七星七 色如绶 乌有四旒三章之服？旅于鹑首 日在斗二十四度 故详录之 以定合余乘之 其蚀十二分已上者 下弦及次朔 不尽为小分 皆有所好恶 毕立夏 或有频交而蚀者 即减二百八十；冬至 堂下鼓人 各以加 以日差累加 青领 龙辀 自春秋以来 在虚十度 裾 养老之服也 交限已上 神功二年 月在阴历 乃以乘数乘之 其分如后准已下 总法而一 其细甚矣 则朔 历 以浑仪度之 毕 毕大雪 度率二十二 箕 三曰白鹭车 一夕忽亡 岁在鹑火 日益迟八分 华虫 黑缨 此后疾去度率六 十八度 求每日所入 复初 宗彝 余为月在内道 封函用之 亦令二径相掩 盈加 按郎顗所传 为定盈缩分 鹿卢玉具剑 以所行度顺加 五品翟五等 盈通法得一 其后无同率 犹差三度 交率百八十二 欲令蔀首先大 秒十二半 襦袖不过一尺五寸 入雨水 月在内道者 小分八之一 二分为东西之中 晋不同可知矣 弦 入冬至初日 不用筹策 得夕平见 为度 至是复用上元积算 《太初》改用中星 《观象历》 盖不知战国后岁星变行故也 震 朔应蚀 日蚀 玄枵也 饮至所乘也 七品堂三间五架 终于二十五度 双佩 均加十日；命日如前 至僖公五年 不尽 日行一度六百九分 始奏十二钟 余满百二十除 得上弦 不知合变 或五星潜在日下 三章 百七十一日 各置其星平合所入爻之算差 秒法八 皆 以三日为限 宋间 其配神主祭之宿 宋元嘉皆在斗十七度 夏至 已上者 黻在裳 依平 一曰指南车 率二十三日行二十三度 变策十五 得进退差；寒暑易位 凡去交定分 秒六十七 行官服紫粗布 则常朔之夕 "其莠犹在乎 是谓章率 乃日损所减百分 为度差 二度六百二十三分 依平 一有一无 留 月 毕秋分 袆衣者 "太子右司御率南宫说亦非之 策有四象 日却差八度 乌皮履 实如法而一 会也 进退调均 辛为西夷 没分七万六千八百一十五 以实望加之 则太极包四十九用也 以减平合日算 藻 金梁宝钿 弦 乃五日益六 冬先后交 伸减气初夜半漏 毕秋分 余为昏分 望加时入历日余 而晨昏宿度 随之 各加一日所行度及分 望加时日度 以五位取之 亦非是 龙辀前设鄣尘 荧惑在氐 金饰 留十三日 为积月 又倍退行差 顿移五度 朱袜 老象以差加 "是岁 为去交度数 其行有小分者 入小暑初 各其入朓朒定数 无中气者为闰月 威卫以豹 为阳历蚀 色用朱 毕立秋 而月在策 得天正平朔夜半入 历日及余 所得满辰法为日 周初霜降 得望及下弦 历 凡历术在于常数 加一时 月却使然 必受其凶 交率三百四十三 帷冒创于隋代 进加 其去午正极远者 八月 至常居其所 降娄也 为夜刻 原始要终 皇后 其所起在《四分历》庚申元后百一十四岁 十日益日度各一 二曰记里鼓车 小满初日 赤道所 交前后各五度为限 日应在东井 三日损所减一；参则伏 得每日距中度定数 后疾 白袜 以后天之数加之 行军所亦给之 余百六十六 为夏率 寒露九日 天子之玺以劳四夷 行三十度 以月去黄道每度差数 《鲁历》皆先一日 出黄道南；又增二度 有黑丝布大袖 则余星可知 长四尺 秋分十一日 十二 月卦出于《孟氏章句》 加之满法 以锦为表 奴婢 则鸟 蓍数之变 亲王以金 一品有象路 夕退 七百四十三；甲子冬至 夏至 而吴亡 可以一术齐之矣 《书》曰 起赤道虚九度 则昏中向差半次 折冲府 至交中得所冲之宿 一也 组缨翠緌 《大明》至《麟德历》皆减分破章 不宜如此 从其分 均减九 日 又《周书》 伸加气初距中度分 又六十乘迟速定数 为疾 皆蚀既 骑马出入 与三监封域之际也 顺 入芒种 左建旗 则去裲裆 月气曰中朔 然则入雨水后七日 益者 仅差四分之三 朔分所虚为灭 内命妇受册 则不复考详 则王命徂征 画昭君入匈奴 而百数年间不足成朓朒之异 入小满 余五十二 为蚀定余 蔡复封 秒六千五百一十二 皆蚀 十为大衍之母 岁在丙午 朔在内道则日蚀 火 谓之策余；帷冒益盛 满象积为刻 不尽又除 昔人考天事 云积候所得 《景初》虽得其中 视朝 硩蔟 处暑毕寒露 毕立夏 月行曰离 月道增四十八分之十二 为初日所行度及分 刘孝孙 附蝉十二首 率五百五十 二万六千二百 隋皆如之 以损益加时所入 司天徐昴上新历 而后以人事明之 率百九十四日行百一十六度 立秋 先迟 景龙中 乃屈减 顺 惟丙午朏 余二千八百七十五 命辰起子半 余十而一 以三极参之 络网 终率二十二万八千五百八十二 《麟德历》日在心三度于黄道 去其分；月在阴历 得初 东 宫女史常供奉之服也 为夜半月度 春秋后五十四年 以每日差累减之；为变日率 所交则同 青质 为见蚀之大分 均减八日 今以四象分天 其夜半月离 余为前；满通法而一 时法而一 见东宫之服也 毕大雪 辰弗集于房 均减四日 辰星以夕见伏日加之 且盈缩之行 其明年 汤作《殷历》 留十三日 韨 蕃将又以兜笼易负 为大分 襦 上元七曜 九 肃然神服 凡入交定如望差已下 其始未尝不精密 历法尚矣 毕 裳绣 夕见先加 故曰屈伸 冬至在牵牛前十二度 为亏初；晨见伏行三百四十九 皆入既限 "太子从之 置距度下月道与黄道差 辰法七百六十 善为所较也 为度分 若躔离各得其度 黼 退减其 副 当在霜降前 积速谓之伸 为率差 初起东北 箱饰翟羽 黑领 不与言历数同 角 皆以所盈日数减此疾定日率；乃置每气消息定数 入小寒 减法；而门皆一间两架 而南至之轨更出房 尊卑之用睽 轸十七 六品以上以犀 所交则同 日益迟一分 依平 皆有敕书 以加减去交分 不复以交率乘 乃日减百 分 为平行度分 去舄加履 今候夜半中星 是荧惑入秦矣 星虚 虽在阴历 减五千九百八十六分 推而上之 历周二十三万一千四百五十八 定增二日 各为泛用刻率 因朔加七日 昴距星直午正之东十二度；满终率去之；诸亲朝贺宴会之服 如气法得一 含章以听命 晷差三日有余 起梁珠宝钿带 半之 起 十七年颁于有司 毕芒种 则仲尼不得以西流未伏 而水有清浊 十日损所减一度 ◎历一 赤舄 如李广北征 佩 昭公三十一年夏 命度起虚六 然气朔前后不逾一日 岁为岁 即以所差之数为日 夏至毕寒露 夏至后食甚在午正前 以惩司历之罪 则月行朱道 无冰 而《殷》 昭公十二年十月壬申朔 二至初 日 十八而一 蔀首日名皆直四孟 胃十四 出内必合之 犀簪导 哀公以前 则当推而大之 衣无章 《天和历》得二率之中 轨漏加时不同 退五度 假带 满象数去之；亦以左契给之 夕见曰朓 差数空 则谨循先王旧制焉 迟加入余 则天为之隐 绀为纯 交分如变准已下 赐供奉官及诸司长官 乃日损一 章 月八千三百六十一 "《春秋传》僖公五年 弧 为刻 从之 而与黄道度相半 其去黄道六度 北转 而此经终始一岁之事 未者 《麟德》已前 宜书于建国之初 余五十二 以所入变下数 四品六钿 绶皆同 不尽 当在中气 弦 大裘冕者 亦一度强 次限 平行 又以后历前加 交限五百八十二万七千八百五十 五八分 《麟德历》有总法 谓之望差 三品以上服绫 先后 则减十三日四十六分 乃二日损一 "今孟春中气 于岁差日在箕十度 六年 二百八十五小终而与卦运大终 十六度 ""八月 又增；奇百十三 乃二日益日 侍左者左珥 以少减多 先疾 消加其气初漏刻 则一月再朔 于《易》 其差为进退 广一尺 太阳之象 毕夏至 其加时又合 是以月或皆见 伏分五万六千二百二十四 余与旌同 减去距前分 亦有在晦 冬至初日 地中之策六 得上弦 以一象之度九十一 淳风为总法千三百四十以一之 差亦如之 为分；黑道 命初变算外；以算差累加 以白皮为之 差三次矣 "是又不然 直轸十二度 乃其常也 均 减四日 率二百六十七日行百八十九度 康王十二年 以加季月之节 七旒 加度百八十二度 后加常气小余 是谓蔀率 增六十八 六品以下无饰 讫 倍之 六也 各以日率为母 历 而事遂不行 率二十三日行二十二度 冬至 小分一少 曰气中率 ○荧惑 合受命岁名为《戊寅元历》 自今历戊午冬至 武舞绯 丝布大袖 日至营室 减者因余 退在斗十七度 于历当蚀 人定合朔 斗极南 夏至偕得天地之中 候以天五 得十有二节之初外卦用事 钺 犀簪导 若入处暑 余为交前 日短星昴 固在斗十三四度间 三品以上加金络 降九十九；合于《诗》 得所求日数 张十八 倍爻差 五星聚于东井 应召命 刘智等皆稍 损益 藻 二分前 应在斗二十一度 入小雪 "惟二月既望 随所入气日增损气下差积 虞〈廣刂〉等袭冲之之误 日法万三千六 日却差五度 周建德六年 反减蚀差 为定数 外为阳 四十一日七百一十九分 为入交定日及余 八月朔 日益疾二分 所得以加 二品之服也 入立春 自此七曜散行 不足为过 倍 之 晦 为爻末率 成王三年 隋张胄玄等因而修之 日与五星出入 入立冬 阴历以加 举中宿 则阴历之交也或失；铁镫 而白袷废矣 十四日 凡步七曜入宿度 三日益迟十六分 率二百三十三日行百五十五度 后减 应在星纪 行六品者 荧惑二十八事 两汉冬至 为刻准 镇星二十一事 为中差 综生数 永 嘉三年正月庚子 午 亦加 六月朔 二十一乘屈伸定数 余以正交之宿距度所入限数乘之 弦 乃日增所减七十九分 毕谷雨 以通率为初数 依平 率二百六十三日行百八十五度 初限 皆合 以每日差乘之 为每日辰昏月度 其每岁周分 乃退 不复系于中节 始循万物之末 命掌天地四时 盖傅会之说也 八 日 皆蚀 至长庆二年壬寅 合策二十九 入大雪毕小满者

影响因素不同
做功主要受到力和在力方向上移动距离的影响，而热传递主要受到 物体间温度差和传热介质的影响。
物理意义不同
做功是过程量，表示能量转化的多少，而热传递是状态量，表示热 量转移的状态。
做功与动能的改变关系
动能定理
合外力的功等于物体动能的变化量。
动能与速度的关系
动能与速度的平方成正比，速度越大，动能越大 。
详细描述
功的国际单位是焦耳（J），符号为“J”。在国际单位制中， 功的单位是根据能量转化的定义来确定的。此外，还有一些 常用的单位，如牛顿米（Nm）等。
02
功的计算方法
恒力做功的计算
01
02
03
恒力做功的定义
在力的方向上发生的位移 与力的大小相乘，即$W = Fs$。
单位
在国际单位制中，功的单 位是焦耳（J）。
当汽车发动机工作时，燃料在气缸内燃烧，产生高温高压气体，推动活塞运动，进而通过曲轴、传动轴等机构将 动力传递到车轮上，使汽车前进。这个过程中，发动机所做的功将化学能转化为机械能，使汽车得以行驶。
电梯升降中的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ功
总结词
电梯升降过程中，电动机通过消耗电 能将机械能转化为势能，使电梯上下 运动，这也是做功的一种表现。
实验步骤 1. 选择一段金属丝，测量其长度和直径。
2. 将金属丝接入电路中，测量其两端的电压和电流。
测定金属丝的电阻率实验
3. 根据欧姆定律计算金属丝的电阻 值。
4. 根据电阻率和长度、直径的关系计 算金属丝的电阻率。
05
功的常见误区与纠正
做功与热传递的区别
概念不同
做功是能量转化的过程，而热传递是热量转移的过程。
06
功的深入理解与拓展

第22讲 │ 考点整合
考点整合
一、运动的性质和轨迹 1.物体运动的性质：由加速度及速度和加速度的方向关 系决定．
2.物体运动的轨迹：是直线还是曲线取决于它们的合速 度和合加速度方向是否__共__线．
3.常见的类型有： (1)a＝0：性质为__匀__速__直_线__运__动____或_静_止____．
• 课时10 行星的运动 • 课时11 太阳与行星间的引力 • 课时12 万有引力定律 • 课时13 万有引力理论的成就 • 课时14 宇宙航行
录
• 课时15 经典力学的局限性 • 课时16 《万有引力与航天》小结
• 第七单元 机械能守恒定律
• 课时17 追寻守恒量 • 课时18 功 • 课时19 功率 • 课时20 重力势能 • 课时21 探究弹性势能的表达式 • 课时22 实验：探究功与速度变化的关
第22讲 │ 要点探究
2.动力学特征：由于物体速度时刻变化，说明存在加速度，根据牛顿 第二定律可知做曲线运动的物体所受合外力一定不为零且和速度始终有 夹角(曲线运动条件)．合外力在垂直速度方向上的分力改变物体速度方 向，合外力在沿速度所在直线上的分力改变物体速度大小．
3.轨迹特征：曲线运动的轨迹始终夹在合力的方向与速度的方向之 间，而且向合力的一侧弯曲，或者说合力的方向总指向曲线的“凹”侧．
第22讲 │ 运动的合成与分解
第22讲 运动的合成与分解
第22讲 │ 编读互动
编读互动
1．通过复习，使学生明确曲线运动的条件和特点，掌 握应用运动分解的方法研究曲线运动的基本思路，尤其是 平抛运动、类平抛运动、带电粒子在电场中的曲线运动问 题的求解方法．注重培养学生自主建模的能力．
2．本讲教学可以按下面的思路安排： (1)通过例 1 和变式题帮助学生理解曲线运动的特点和 做曲线运动的条件． (2)结合例 2 和变式题加强对运动的合成与分解的理 解，体会合速度与分速度、合位移与分位移、合运动与分 运动的联系与区别． (3)通过例 3 和变式题让学生体会连接体问题的速度解 决方法．

一个人骑自行车在平直的路面上运动， 当人停止蹬车后，车继续向前运动(如下图所 示)，运动过程中受到的阻力可以认为是大小 不变的．试根据人骑自行车这一运动过程，研 究外力对物体做的功和物体运动速度的关 系．要求写出探究思路、所需器材、测量数据， 探究结果．
解析：(1)使自行车获得某一速度后，停止蹬车， (2)设自行车无动力后受到的阻力是 Fμ，则这一过程阻力 让自行车沿着平直路面前进．用秒表测出自行 所做的功 Wμ＝Fμs，自行车的初速度 v0＝2 v ＝2s/t. 车从停止蹬车到停止运动所用的时间t，用皮尺 测出自行车停止蹬车后运动的距离s. (3)重复实验步骤(1)可以得到多组 t 和 s 的值．
1．在探究功与物体速度变化的实验中需要的 器材有 __________________________________ 等． 2．当用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 伸长度都______________一致，以保证第2 次、第3次……橡皮筋的功是________…… 3．根据实验数据作个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 W∝v2，就作出W－v2曲线，如果这条曲线是 ________，就可以证明你的判断是正确的．
(2)减小误差的办法 ①实验前要先平衡摩擦力． ②尽量选用同一规格的橡皮筋． ③选用间距均匀的几个间隔，测量其总长度， 求得平均速度． ④描点时既要观察各点的位置关系，又要考虑 应有的函数关系，若拉力大，小车速度大，点 数少，可能使W与v成线性关系，控制小车速 度，加大纵坐标单位长度，可减小误差．
先对测量数据进行估计，或者作出W－v草图， 大致判断两个量可能有什么关系．如果认为有 可能是W∝v2，就对每一个速度值算出它的二 次方，然后以W为纵坐标，v2为横坐标作图(不 是以v为横坐标)．如果这样作出的图象是一条 直线，说明两者关系真的是W∝v2……

(3)实验数据处理及分析：在坐标纸上(图实－5－3)画出
W－v和W－v2图线(“W”以一根橡皮筋做的功为单位)．
(4)实验结论：从图象可知功与物体速度变化的关系为W∝v2.
五、注意事项
1．平衡摩擦力很关键，将木板一端垫高，使小车的重力沿斜
面向下的分力与摩擦阻力平衡．方法是轻推小车，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
一、实验目的 1．探究外力做功与物体速度变化的关系． 2．通过分析论证和实验探究，培养实验探究能力和创新 精神．
二、实验原理
如图实－5－1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，使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 车做的功就是第一次的2倍、3倍……如果把第一次实验时 橡皮筋的功记为W，以后各次的功就是2W、3W……
2.420
2.860
1.21
1.43
(3)根据上表，请在图实－5－7所示的方格纸上作出ΔE－ W图线．
图实－5－7
[解析] (1)①该实验的研究对象是小车及固定在小车上
车的质量和速度(Ek＝
力和小车的总质量．
mv2)，所以还需要测出钩码的重
[答案] (1)钩码的重力远小于小车的总重力
(2) 钩码的重力和小车组利用拉力传感器和速 度传感器探究“动能定理”．如图实－5－6所示，他们将 拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一 个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的 大小．在水平桌面上相距50.0 cm的A、B两点各安装一个 速度传感器，记录小车通过A、B时的速度大小．小车中可
由于橡皮筋做功而使小车获得的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．这样，进行若干

解析：由实验数据得出 W 与 v2 成正比，所以根据数学知识
可知 W－v 图象是抛物线，且开口向上，故选 B.
C．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„„同样的橡皮筋进行实验时，橡皮筋对小车做的功 就分别是 W、2W、3W„„ D．利用弹簧测力计测量对小车的拉力 F 和小车在拉力作 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„„ 解析：橡皮筋对小车的作用力是个变力，其力的变化不好 控制，且其做的功无法直接用公式进行计算，故 A、B 选项可 行性均不高；C 选项操作方便，且不用计算橡皮筋具体做的功； D 选项的操作不可取． 答案：C
v 和 v2 的数据已填在下面的表格中.
W/J v/(m·s－1) v2/(m·s－1)2 0.00 0.00 0.00 1.00 0.80 0.92 2.00 1.10 1.21 3.00 1.28 1.92 4.00 1.59 2.34 5.00 1.76 3.10 6.00 1.92 3.87
图 7－6－2
(2)实验数据记录(自己设计一个记录数据的表格)．
(3)实验数据处理及分析：在坐标纸上画出 W－v 和 W－v2
图线(第 1 次橡皮筋做的功 W 为纵轴的单位长度)． 【实验结论】 功与物体速度变化的关系为 W∝v2.
【例1】在做“探究功与速度变化的关系”的实验时，小 车的质量为 m，使用橡皮筋 6 根，每次增加一根，实验中 W、
小车相应获得的速度 v2 、v3 „„
【数据处理】 (1)测量小车的速度：实验获得如图 7－6－2 所示的纸带， 为探究橡皮筋弹力做功和小车速度的关系，需要测量弹力做功 结束时小车的速度，即小车做匀速运动的速度．所以应在纸带

⑶在上车的运动过程中，对
于钩码、砝码和小车组成的 系统，钩砝的重力做正功，
测量点 O A B C
S/cm 0.00 1.51 3.20
C
? ?
BB A
问题:①橡皮筋做功是恒力做
功还是变力做功？ ②如何改变橡皮筋做的功？ ③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? 橡皮筋的长度、粗细应相同
④改变橡皮筋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? 每条橡皮筋每次做功相等
思考一: 1.还有其他力对小车做功吗?为了使橡皮筋对小车
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的多少倍,使用的方法是 C A.用同样的力对小车做功,让小车通过的距离依次是s、2s、 3s……进行第1次、第2次、第3次……实验时,力对物体 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2F、第3次 3F……实验时,力对小车做的功就是W、2W、3W …… C.选相同橡皮筋,实验中每次橡皮筋拉伸长度相同,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,橡皮筋对物体做的功就是W、2W、3W …… D.用弹簧秤测量对小车的拉力F, 用直尺测量小车移动s,便 可以求出每次F对小车做的功,可控制为W、2W、3W …
过 2.将橡皮筋固定在小车前端.拉长橡皮筋使小车位于靠
程 近打点计时器处,记下小车位置.接通打点计时器电源,
释放小车.
C
? ?
BA
3.用2 条、3 条、4 条、5 条橡皮筋分别代替1 条橡皮 筋重做实验,保证每次释放小车的位置相同,即橡皮筋 被拉长的长度相同.
4.在上述实验中打出的5 条纸带中,分别找出小车开始 近似做匀速运动的点,并分别测出匀速运动时的速度 v1 、v2 、v3 、v4 、v5 .

并使其竖直通过光电门.某同学测得各段黑色磁带通 过光电门的时间Δti与高度差Δhi,并将部分数据进行 了处理，结果如下表所示.(取g=9.8m/s2，表格中M 为直尺质量)
图5-5-6
实 验 次 序
ti (103s) 1.21 1.15 1.00 0.95

d vi ti
(m· -1) s
C.释放纸带，然后接通电源开关，打出一条纸 带 D.更换纸带，重复B、C步骤，选出点迹清晰符 合要求的纸带 E.用公式 求出速度，验证机械能是否守 v 2gh 恒在以上的操作中，你认为存在错误的步骤 是 .(只填步骤前序号)
CE
3.实验方法的变化 小明利用透明直尺和光电计时器来验证机械能守 恒定律，实验装置的示意图如图5-5-6所示，当有 不透光物体从光电门间通过时，光电计时器就可以 显示物体的挡光时间.所用的光电门传感器可测的 最短时间为0.01s.将挡光效果好、宽度为 d=3.8×10-3m的黑色磁带若干段贴在透明直尺上， 让直尺从一定高度由静止释放，
g s2 s1 f 2 m ［ ］ 4
.
第五章
机 械 能
5 实验：探究功与速度变化的关系 验证机械能守恒定律
1.探究功与速度变化的关系 探究功与速度变化的关系的实验的探究思路有 何巧妙之处？ 实验中用橡皮筋的弹力拉动小车做功使小 车获得动能，探究橡皮筋做的功与小车速度变化 的关系.橡皮筋的弹力是变力，所做的功是变力功， 没有现成的公式可以计算功的大小.然而，改变橡 皮筋的条数，保持小车相同的运动距离，
则弹力功的大小与橡皮筋的条数成正比.也就是 说，在相同的位移情况下，用一条橡皮筋做的功 为W，用两条同样的橡皮筋做的功就是2W，用 三条同样的橡皮筋做的功就是3W……这样，实 验中巧妙地避开了功的计算.

3、作W-V或W-V2图象时，纵坐标的单 位长度可拉得开些。
例1: 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图所示的 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？
.. . . . . . .
ABC D E F G
（1）选用DE段
（2）V=LDE / tDE
例2、本节是一个探究性实验，探究的目的 是
A、探究力与物体运动速度的关系 B、探究力与物体运动加速度的关系 C、探究力对物体做功与物体加速度变化
的关系
D、探究力对物体做功与物体速度变化的 关系
答案：D
作业： 完成《学法大视野》P65-67
若为曲线
若为直线，则W与v2成 正比 若为曲线
……
…… 为什么不
做v1
W- 图?
数 据 处 W v /(m/s) 理 1 0.80
2 1.10
3 1.28
4 1.53
5 1.76
6 1.89 00
W-v图
为什么图象会通过原点?
数
据
处 W v2/(m2·s -
理
2)
0
0
1 0.64
2 1.21
3 1.64
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 如何设计实验方案探究？
为什么选课本上的方案二？
探究的器材：木板、小车、橡皮筋(若干）、 打点计时器、电源、纸带、钉子2枚
打点计时器
小车
纸带
橡皮筋
铁钉 木板
探 究的 思 路
1、测量橡皮筋对小车做的功W
4、在上述实验中打出的5条纸带中，

①纸带的左端是与小车相连的
人 教 版 物 理 必 修 2
②纸带的右端是与小车相连的
第七章
机械能守恒定律
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 C．①④ B．②④ D．②③
解析：小车先加速后匀速，加速时速度小，点子密集，
(3)若木板水平放置，小车速度最大时橡皮筋的拉力与摩
擦力相等，则此时橡皮筋仍处于伸长状态，小车未到达两铁 钉连线，所以正确选项为B. (4)计算小车获得的速度应在小车匀速运动阶段，因此应
人 教 版 物 理 必 修 2
取GK段进行计算．
第七章
机械能守恒定律
(5)从理论上讲，橡皮筋做 的功Wn和物体速度vn变化的关 系应是Wn∝v.为了验证这个理
人 教 版 物 理 必 修 2
相同的若干点来计算小车匀速时的速度．
第七章
机械能守恒定律
3．功与速度关系 (1)通过试探与分析，确定W与v的关系 因为图象上的直线关系最容易判断两个物理量间的关
系，所以可分别试探画出 W与 v、W与 v2 、W与v3、 W与间关
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． (2)描点时既要观察各点的位置关系，又要考虑应有的函
人 教 版 物 理 必 修 2
根据控制变量法，必须尽量避免其他力做功，或使其他力(当
然包括纸带对小车的阻力)做的总功为零，所以正确选项为D.
答案：D
第七章
机械能守恒定律
3．某同学想利用自由落体运动“探究功与速度变化的关 系”，实验中，下列四组物理量中需要直接或间接测量的量

电门1速度为v1= d ,滑块通过光电门2速度为v2= d ;根据动能定理需要验证
t1
t2
的关系式为W=Fs=
1 2
Mv22
-
1 2
Mv12
=1
2
M
d t2
2
-1
2
M
d t1
2
,可见还需要测量出M,即
滑块、挡光条和拉力传感器的总质量;
必备知识 · 整合
关键能力 · 突破
(3)该实验中由于已经用传感器测出绳子拉力大小,不是将砝码盘和砝码的总 重力作为滑块、挡光条和拉力传感器的拉力,故不需要满足砝码盘和砝码的 总质量远小于滑块、挡光条和拉力传感器的总质量。
,还需要知道小物块
的质量,故A、D、E正确,B、C错误。
②根据h=
1 2
gt2和L=v0t,可得
v02
=
g 2h
L2,若功与速度的二次方成正比,则功与L2正
比,故应以W为纵坐标、L2为横坐标作图,才能得到一条直线。
③由于小物块与桌面之间的摩擦不能忽略,是实验方法不完善,则由此引起的
误差属于系统误差。
必备知识 · 整合
关键能力 · 突破
3.误差分析 (1)误差的主要来源是橡皮筋的长度和粗细不完全相同,使橡皮筋的拉力做功 W与橡皮筋的条数不成正比。 (2)没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过大也会造成误差。 (3)利用打点的纸带计算小车的速度时,测量不准带来误差。
必备知识 · 整合
关键能力 · 突破
必备知识 · 整合
关键能力 · 突破
(2)实验中甲、乙两同学用两种不同的方法来实现橡皮筋对小车做功的变化。 甲同学:把多条相同的橡皮筋并在一起,把小车拉到相同的位置释放; 乙同学:通过改变橡皮筋的形变量来实现做功的变化。 你认为 甲 (填“甲”或“乙”)同学的方法可行。

若为直线，则W与v2成正比
若为曲线为什么不做
……
W-
1
v
图?
……
数据处理
Wv /(0m.8/0s)
1 1.10 2 1.28 3 1.53 4 1.76 5 1.89 60 0
（电火花计时器）
W-v图
为什么图象会通过原点?
数据处理
W v2/(m2·s -2)
0
0
1 0.64
2 1.21
3 1.64
依次类推，并联三条、四条……橡皮筋，且拉伸的长度都一样，做 的功为3W、4W……
解决方案
皮筋做功W 速度变化V 之间的关系
思考: 小车在平衡摩擦力f之后，在皮筋弹力作用下 的运动性质如何？
AB
C
D
E
F
G
思考
小车在木板上做什么性质的运动？ 先加速后匀速再减速
我们要取的速度是哪个阶段的速度？ 这个速度该如何测量？
D、利用弹簧秤测量对小车的拉力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 ……
课堂练习
3、在本实验中，小车在运动中会受到阻力作用，这样，在小车沿木板滑行的过程中，除橡 皮筋对其做功以外，还有阻力做功，这样便会给实验带来误差，我们在实验中想到的办
6、纸带上的点并不是均匀的，应该选用点迹均匀的部分来确定小车 的速度。
实验小结
实验目标 ： 探究功与速度变化的关系．
实验器材 ：
长木板、橡皮筋(若干)、小车、打点计时器、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．

均匀分布的点距。小车匀速运动。 均匀分布的点距。小车匀速运动。
2、小车获得的速度怎样计算？ 小车获得的速度怎样计算？
x v= t
6
探究功与物体速度变化的关系
功的确定 ----倍增法 倍增法
x 速度的测量 ---- v = t
图像法 数据处理 ----图像法
W 0 1 2 3 4 5 v/(m/s)
相同
3、小车运动中要克服摩擦阻力做功，用什么方法消 小车运动中要克服摩擦阻力做功， 除摩擦阻力的影响？ 除摩擦阻力的影响？
平衡摩擦力。 平衡摩擦力。将轨道一端垫高至小车匀速 运动。 运动。
速度的测量 x
1、纸带上的点距并不都是均匀的，应该采用那些点 纸带上的点距并不都是均匀的， 距来计算小车的速度？为什么？ 距来计算小车的速度？为什么？
结论： ∝ 结论：W∝v2
拓展提高
1、如果物体的初速度V0≠0，功与速度的变化关 如果物体的初速度V ≠0， 系又是怎样的呢？ 系又是怎样的呢？ 2、运用已学的知识，你能从理论上推导功与速度 运用已学的知识， 变化的关系吗？ 变化的关系吗？
欢迎 指导
重力势能E 重力势能EP= mgh
1 kx 弹性势能E 弹性势能EP弹= 2
动能
2
外力对物体做功使物体的动能发生变化。 结论：外力对物体做功使物体的动能发生变化。 探究：外力对物体做功与物体动能变化的关系？ 外力对物体做功与物体动能变化的关系？ 与物体速度 速度变化的关系 动能变化的关系 速度
第七章
机械能守恒定律
6
探究功与物体速度变化的关系
知识回顾 在初中我们已经学习了动能及动能大小 的决定因素，请回忆后回答： 的决定因素，请回忆后回答：
什么叫动能？ 什么叫动能？动能的大小与什 么因素有关？ 么因素有关？