高中物理 7.6《探究功與物體速度變化的關(guān)系》同步導(dǎo)學(xué)案.doc

六、探究功與物體速度變化的關(guān)系 【要點(diǎn)導(dǎo)學(xué)】1、探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路：要求能夠改變功和測(cè)量功w，能夠?qū)?yīng)地測(cè)量出物體的速度v。書(shū)本利用如圖所示的裝置來(lái)實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)中改變功的辦法是_，功的變化情況是一份功w、二份功2w、三份功3w等，為了是橡皮筋對(duì)物體做的功為總功，必須消除摩擦力做功對(duì)探究帶來(lái)的影響，因此實(shí)驗(yàn)前必須將木板適當(dāng)_，使小車(chē)能夠在木板上作勻速運(yùn)動(dòng)為標(biāo)準(zhǔn)；物體速度的測(cè)量是通過(guò)_來(lái)實(shí)現(xiàn)的。2、探究實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析：為了清晰地顯示出功與速度變化的關(guān)系，數(shù)據(jù)分析時(shí)可以采用圖象分析法。如果作出_是一條直線(xiàn)，表明橡皮筋做的功與小車(chē)獲得的速度的關(guān)系是正比例關(guān)系，即wv；如果不是直線(xiàn)，就可能是wv2、wv3，甚至w。因此記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)可以設(shè)計(jì)一個(gè)如圖的表格。 范例精析例1 如圖是本實(shí)驗(yàn)的裝置示意圖。（1）長(zhǎng)木板的傾斜程度如何調(diào)試？（2）小車(chē)前上方的鉤子在制作造型上有何要求？ 解析 （1）木板的傾斜程度應(yīng)調(diào)節(jié)到輕推小車(chē)（拖著紙帶），則小車(chē)恰能在木板上勻速下滑。（2）小車(chē)前上方的鉤子是用于套橡皮筋的，制作造型上要求在橡皮筋松弛時(shí)，很容易從鉤子上脫落下來(lái)。 例2 在用本節(jié)教材所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行的探究實(shí)驗(yàn)時(shí)，打出了如圖5-6-3所示的一條紙帶，請(qǐng)你說(shuō)說(shuō)：（1）利用這條紙帶要測(cè)出哪個(gè)物理量？（2）要利用紙帶上的哪一段，才能正確上述的物理量？ 解析 （1）在彈簧的彈力消失后，小車(chē)的運(yùn)動(dòng)近似是勻速運(yùn)動(dòng)，利用這條紙帶要測(cè)出物體勻速運(yùn)動(dòng)的速度；（2）尋找哪些點(diǎn)的間距是均勻的，利用這些點(diǎn)距均勻的點(diǎn)來(lái)測(cè)量小車(chē)的速度，通過(guò)測(cè)量可以知道，在f-g-h之間點(diǎn)的間隔是均勻的，假設(shè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的周期為t，則小車(chē)的最大速度為vm=fg/2t。 拓展 理論上講，也可以利用紙帶上的d-e-f段，先求出打e點(diǎn)時(shí)的速度ve，再求加速度a，再求打點(diǎn)f時(shí)的速度vf，但是這樣做既麻煩，誤差又大，所以這種做法不可取。 在做本實(shí)驗(yàn)時(shí)，打出點(diǎn)的紙帶上應(yīng)該寫(xiě)出打這條紙帶時(shí)所用的橡皮筋的數(shù)目。某同學(xué)分別用一條橡皮筋、二條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，打出了如圖所示的紙帶，但是該同學(xué)忘了在紙帶上記錄橡皮筋的數(shù)目，你能否幫助該同學(xué)判斷每條紙帶對(duì)應(yīng)的橡皮筋的數(shù)目？ 參考答案：因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中選取的橡皮筋都是相同的，所以每條橡皮筋的作用力也是相同的，用兩條橡皮筋時(shí)的作用力是用一條橡皮筋時(shí)的作用力的兩倍，那么加速度也是兩倍。也就是說(shuō)用兩條橡皮筋時(shí)的速度變化得快。由圖可知，下面的紙帶的速度變化快，所以下面的紙帶應(yīng)該是用兩條橡皮筋時(shí)打的點(diǎn)。 【能力訓(xùn)練】1、關(guān)于探究功與物體速度變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，下列敘述正確的是( d )a、每次實(shí)驗(yàn)必須設(shè)法算出橡皮筋對(duì)小車(chē)做功的具體數(shù)值b、每次實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度沒(méi)有必要保持一致c、放小車(chē)的長(zhǎng)木板應(yīng)該盡量使其水平d、先接通電源，再讓小車(chē)在橡皮筋的作用下彈出 2、除了從實(shí)驗(yàn)探究功與物體速度變化的關(guān)系外，也可以從理論上作探究。如圖所示，我們選用理想化模型來(lái)探究。設(shè)質(zhì)量為m的物體放在光滑的水平地面上，用恒定的水平推力使物體移動(dòng)l的水平距離，試根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律和功的計(jì)算公式，推理功和物體速度變化的關(guān)系。3、設(shè)質(zhì)量為m的物體放在傾角為的粗糙斜面上，用恒定的推力沿著斜面方向使物體移動(dòng)l的距離，試根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律和功的計(jì)算公式，推理功和物體速度變化的關(guān)系。本題與習(xí)題1的結(jié)論有什么不同？ 4、在小車(chē)牽引紙帶運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄了小車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況，如圖所示，圖中a、b、c、d、e為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為t=0.1s試計(jì)算（l）各點(diǎn)瞬時(shí)速度：va=_m/s 0vb= _ m/s 0.6vc=_ m/s 1.2vd= _ m/s 1.8ve=_ m/s 2.4(2)設(shè)小車(chē)質(zhì)量為m=1.0 kg，試作出從a點(diǎn)至b點(diǎn)、至c點(diǎn)、至d點(diǎn)、至e點(diǎn)的過(guò)程中，合外力的功w與各計(jì)數(shù)點(diǎn)速度平方v2的關(guān)系圖線(xiàn)5、除了課本介紹的探究性實(shí)驗(yàn)裝置外，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)探究