高中物理 7_6 實驗：探究功與速度變化的關系同課異構(gòu)1 新人教版必修2

1、第七章 機械能守恒定律 第六節(jié) 實驗：探究功與速度變化的關系,人教版必修2,重力勢能,彈性勢能,重 力 做 功,彈簧彈力做功,動 能,合外力對物體做功,物體的動能與它的速度是密切相關 速度的變化又與它的受力有關 所以，我們首先來探究： 力對物體做功與物體速度變化的關系,木板、小車、橡皮筋(若干）、打點 計時器、電源、紙帶、釘子2枚,探究的器材,探 究的 思 路,1、測量橡皮筋對小車做的功W 2、測量由于橡皮筋做功而使小車獲得的速度v 3、數(shù)據(jù)處理，尋找W與v的關系,探究的技巧,1、測量橡皮筋對小車做的功W 問題a：橡皮筋對小車做的功如何測量？ F為變力，做的功很難測量。 問題b：探究過程中，我

2、們是否需要測出橡皮筋 做功的具體數(shù)值？ 措施： 設法讓橡皮筋每次對小車做的功分別為 W、2W、3W 問題c：每次實驗中橡皮筋拉伸的長度有什么要 求,不需要,相同,探究的技巧,小車在木板上運動時會受到阻力，可以采用什么方法進行補償？ 使木板稍微傾斜，用重力的分力（下滑力）來平衡小車運動過程中受到的阻力,2、測量由于橡皮筋做功而使小車獲得的速度v 問題：如何測量小車的速度？ 利用打點計時器打出的紙帶 問題：紙帶上打出的點并不都是均勻的， 應該采用那些點來計算小車的速度？ 為什么？ 取點跡清晰且間距均勻的部分,例: 為研究功與物體速度變化的關系，在某次實驗中某同學得到了如圖所示的一條紙帶, （1）應

3、選哪些點間距進行測量？ （2）怎樣根據(jù)測得的數(shù)據(jù)進行確定小車的速度？ . . . . . . . . A B C D E F G,1）選用DE段,2）V=LDE / tDE,3、數(shù)據(jù)處理，尋找W與v的關系 問題：如何找到功與速度的關系？ 方法一：計算法 方法二：圖像法,比較麻煩,簡便直觀，可以減少偶然誤差,畫Wv圖像,畫Wv2圖像,結(jié) 論,彈簧彈力對小車做的功與速度的平方成正比 注：這里的彈力就是物體受到的合外力 因為小車從靜止開始運動，初速度為零，末速度就是小車速度的變化。 拓展：如果小車的初速度不為零，功與速度之 間應該有什么樣的關系,參考實驗步驟,1、按圖裝好實驗器材，把木板稍微傾斜，平

4、衡 阻力 2、先用一條橡皮筋做實驗，把橡皮筋拉長到一定的位 置，理好紙帶，接通電源，釋放小車。 3、換用紙帶，改用2條、3條同樣的橡皮筋進行實 驗，保持每次實驗中橡皮筋拉長的長度相同。 4、由紙帶算出小車獲得的速度，把小車第一次獲得的 功計為W，第2次，第3次計為2W，3W 5、對測量數(shù)據(jù)進行估算，大致判斷兩個量可能的關 系，然后以W為縱坐標，v，v2（或其它）為橫坐標 作圖,課堂練習,1、本節(jié)是一個探究性實驗，探究的目的是 A、探究力與物體運動速度的關系 ( ) B、探究力與物體運動加速度的關系 C、探究力對物體做功與物體加速度變化 的關 系 D、探究力對物體做功與物體速度變化的關系,D,2

5、、對橡皮筋做的功來說，直接測量是有困難的，我們可以巧妙地避開這個難題而不影響問題的解決，只需要測出每次實驗時橡皮筋對小車做的功是第一次的多少倍，使用的方法是 ( ) A、用同樣的力對小車做功，讓小車通過的距離依次是s、2s、3s進行第1次、第2次、第3次實驗時，力對物體做的功就是W、2W、3W B、讓小車通過相同的距離，第1次力為F、第2次力為2F、第3次力為3F實驗時，力對小車做的功就是W、2W、3W C、選用相同的橡皮筋，在實驗中每次橡皮筋拉伸的長度保持一致，當用1條、2條、3條同樣的橡皮筋進行第1次、第2次、第3次實驗時，橡皮筋對物體做的功就是W、2W、3W D、利用彈簧秤測量對小車的拉

6、力F，利用直尺測量小車在力作用下移動的距離s，便可以求出每次實驗中力對小車做的功，可控制為W、2W、3W,C,3、在本實驗中，小車在運動中會受到阻力作用，這樣，在小車沿木板滑行的過程中，除橡皮筋對其做功以外，還有阻力做功，這樣便會給實驗帶來誤差，我們在實驗中想到的辦法是，使木板略微傾斜，對于木板的傾斜程度，下面說法正確的是 ( ) A、木板只要稍微傾斜一些即可，沒有什么嚴格的要求 B、木板的傾斜程度在理論上應滿足下列條件：即重力 使物體沿斜面下滑的分力應等于小車受到的阻力 C、如果小車不受拉力時在滑行的木板上能做勻速運 動，這木板的傾斜程度是符合要求的 D、其實木板不傾斜，問題也不大，因為實驗總是存在 誤差的,BC,4、 有一只小老鼠離開洞穴沿直線前進，它的速度與到洞穴的距離成反比，當它行進到離洞穴距離為d1的甲處時速度為v1，試求： （1）老鼠行進到離洞穴距離為d2的乙處時速度v2多大？ （2）從甲處到乙處要用去多少時間,體會圖象法在物理解題中的應用,解析：（1）由老鼠的速度與到洞穴的距離成反比，得v2 d2 = v1d1 所以老鼠行進到離