第七章機(jī)械能守恒定律探究功與速度變化的關(guān)系

1、第七章機(jī)械能守恒定律6實(shí)驗(yàn):探究功與速度變化的關(guān)系JI學(xué)案設(shè)汁f-學(xué)習(xí)目標(biāo)1 明確實(shí)驗(yàn)原理,通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究w與v的關(guān)系；2通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握平衡摩擦力的方法；3學(xué)習(xí)利用物理圖象探究功與物體速度變化的關(guān)系自主探究1 對(duì)物體做功需要具備什么條件？2根據(jù)初中所學(xué)請(qǐng)回憶，物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫什么能？它與哪些因素有關(guān)？3在前幾節(jié)通過(guò)對(duì)做功的探究，得到了重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的表達(dá)式，能否利用同樣的思路和方法得到動(dòng)能的表達(dá)式 ？合作探究一、研究分析，提出預(yù)案要通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究外力做功和速度變化的關(guān)系”你能提出什么預(yù)案？(可參考實(shí)驗(yàn)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”、用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究自由落體運(yùn)動(dòng)”等實(shí)驗(yàn)方案)、合作探究，分組實(shí)驗(yàn)(本

2、課實(shí)驗(yàn)借鑒教材第 70頁(yè)參考案例二)1 實(shí)驗(yàn)儀器：2 .思考與討論：(1)探究中，我們能否測(cè)出橡皮筋做功的具體數(shù)值？若不能，可采取什么措施？(2)為了達(dá)到各次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋做的功成倍增加長(zhǎng)，即實(shí)現(xiàn)倍增，對(duì)每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋的伸 量有什么要求？你想出了什么辦法？3 3)到阻力，可以采用什么方法進(jìn)行補(bǔ)償4 4)都是均勻的，應(yīng)該采用哪些點(diǎn)距來(lái)計(jì)算小車的速度小車在木板上運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)受 ?紙帶上的點(diǎn)距并不 ?為什么？(5)小車獲得的速度怎樣計(jì)算？(6)實(shí)驗(yàn)完畢后，用什么方法分析橡皮筋對(duì)小車做的功與小車速度的關(guān)系3擬定步驟，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)A.先將軌道置于水平桌面上，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在軌道上，讓紙帶的一端夾在小車后端 另

3、一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器將軌道安裝有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端適當(dāng)調(diào)高，直至輕推小車后使小車恰能在板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)為止 B.將橡皮筋固定在小車前端拉長(zhǎng)橡皮筋使小車位于靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通計(jì)時(shí)器電源釋放小車C.用2條、3條、4條、5條橡皮筋分別代替1條橡皮筋重做實(shí)驗(yàn)，保證每次釋放小車的位置 相同，即橡皮筋被拉長(zhǎng)的長(zhǎng)度相同D.在上述實(shí)驗(yàn)中打出的5條紙帶中，分別找出小車開(kāi)始近似做勻速運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)，并分別測(cè)出勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度Vi、V2、V3、V4、V5.E.以功為縱軸(第一次橡皮筋做的功為縱軸的單位長(zhǎng)度)，以速度為橫軸，建立坐標(biāo)系，用 描點(diǎn)法作出W_V圖象,看是否是直線若不是，再作W_v2、Wv3圖象，最終確定功與速

4、度的函數(shù)關(guān) 系三、處理數(shù)據(jù)，得出規(guī)律1 自主設(shè)計(jì)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格：W/Jx/mV/(m si22-2 v2/(m2 s2)123456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，表明橡皮筋做的功與小車獲得的速度的關(guān)系是正比例關(guān)系 ，即w»v如果不是直線，就可能是W»v2、Ww3,甚至Wx 因此記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)可以設(shè)計(jì)一個(gè)如（1）中的表格2根據(jù)數(shù)據(jù)描點(diǎn)畫(huà)圖，找出功與速度關(guān)系3.結(jié)論：.課堂檢測(cè)1. 關(guān)于探究功與速度變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，下列敘述正確的是（）A.每次實(shí)驗(yàn)必須設(shè)法算出橡皮筋對(duì)小車做功的具體數(shù)值B.每次實(shí)驗(yàn)中

5、，橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度沒(méi)有必要保持一致C.放小車的長(zhǎng)木板應(yīng)該盡量使其水平D.先接通電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出2. 在做探究功與速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A.通過(guò)改變橡皮筋的條數(shù)改變拉力做功的數(shù)值B.通過(guò)改變橡皮筋的長(zhǎng)度改變拉力做功的數(shù)值C.通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來(lái)測(cè)定小車加速過(guò)程中獲得的最大速度D.通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來(lái)測(cè)定小車加速過(guò)程中獲得的平均速度3.在本節(jié)實(shí)驗(yàn)中，小車會(huì)受到阻力，但可使木板傾斜作為補(bǔ)償.則下列操作正確的是（A.放開(kāi)小車，能夠自由下滑即可B.放開(kāi)小車，能夠勻速下滑即可C.放開(kāi)拖著紙帶的小車，能夠自由下滑即可D.放開(kāi)拖著紙帶的小車，能夠勻速下滑即可

6、4 .在探究力對(duì)物體做功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中每次橡皮筋的拉伸長(zhǎng)度都保持不 變，這樣每次（）A.做的功一樣B.每條橡皮筋產(chǎn)生的彈性勢(shì)能相同C.產(chǎn)生的動(dòng)能相同D.產(chǎn)生的重力勢(shì)能相同5 .對(duì)于橡皮筋做的功來(lái)說(shuō)，直接測(cè)量是有困難的.我們可以巧妙地避開(kāi)這個(gè)難題而不影響 問(wèn)題的解決，只需要測(cè)出每次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功是第一次實(shí)驗(yàn)的多少倍，具體做法是（）A.用同樣的力對(duì)小車做功，讓小車通過(guò)的距離依次為 x、2x、3x,力對(duì)小車做的功就是 W、2W、3W.B.讓小車通過(guò)相同的距離，第1次力為F、第2次力為2F、第3次力為3F,力對(duì)小車做 的功就是W、2W、3W，.C.選用同樣的橡皮筋，在實(shí)驗(yàn)中每次橡

7、皮筋拉伸的長(zhǎng)度保持一致，當(dāng)用1條、2條、3條同樣的橡皮筋進(jìn)行第1次、第2次、第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功就是W、2W、 3WD.利用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量對(duì)小車的拉力F,利用刻度尺測(cè)量小車在力F作用下移動(dòng)的距離X,便可以求出每次實(shí)驗(yàn)中力對(duì)小車做的功，可控制為W、2W、3W.6.在探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，得到的紙帶如圖所示，小車的運(yùn)動(dòng)情況可描述為A、B之間為運(yùn)動(dòng)，C、D之間為運(yùn)動(dòng)，應(yīng)選來(lái)計(jì)算小車的速度 V.2.9 3,7 4,9 &512 2 7 7.2Irtf ? 1 LF T T 1AB C 單佗:mm O7在做探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，小車的質(zhì)量為m,使用橡皮筋6根，

8、每次增加1根,實(shí)驗(yàn)中W、v、v2的數(shù)據(jù)已填在表格中.W/條v/(m j22 v2/(m2 )00010.800.6421.101.2131.281.6441.532.3451.763.1061.893.57試在圖甲、乙中作出圖象.(2)從圖象可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是甲乙考答自主探究1 .有力并且在力的方向上有位移2動(dòng)能物體的質(zhì)量和速度3.略合作探究一、 研究分析，提出預(yù)案預(yù)案:用鐵架臺(tái)和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究自由落體運(yùn)動(dòng)來(lái)探究恒力做的功和速度變化的關(guān)系 利用橡皮筋彈射法研究變力做的功與速度變化的關(guān)系二、合作探究，分組實(shí)驗(yàn)1 .橡皮筋、小車、木板、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、鐵釘?shù)? .(1)不能，采用倍增法來(lái)研究.

9、(2)用相同的2條、3條、4條、5條橡皮筋分別代替1條橡皮筋重做實(shí)驗(yàn)，保證每次釋放小車 的位置相同，即橡皮筋被拉長(zhǎng)的長(zhǎng)度相同.(3)可以將軌道安裝有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端適當(dāng)調(diào)高，直至輕推小車后使小車恰能在板上做 勻速直線運(yùn)動(dòng)為止.(4)紙帶上的點(diǎn)應(yīng)選點(diǎn)距均勻部分來(lái)研究，此時(shí)小車勻速運(yùn)動(dòng)，橡皮筋已經(jīng)不再做功.(5)利用紙,帶中分布均勻的點(diǎn)來(lái)求速度.(6)用描點(diǎn)法作出Wv圖象,看是否是直線.若不是，再作Wv2、Wv3圖象，最終確定功與速度的函數(shù)關(guān)系三、處理數(shù)據(jù)，得出規(guī)律1 功與小車獲得的速度2略3功和物體的速度的二次方成正比課堂檢測(cè)1.D2.AC3 .D4.B5.C6加速勻速直線CD段7解析：（1）將表中的數(shù)據(jù)分別描在題圖甲、乙所示的兩個(gè)坐標(biāo)系中，然后在題圖甲中用平滑曲線連接；在題圖乙中用