用DIS探究功與物體速度變化的關(guān)系

1、用DIS探究功與物體速度變化的關(guān)系作者：王小云 電話email:wxyzbz在人民教育出版社出版的普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書物理·必修2的第五章第六節(jié)中，探究的思路和操作的技巧都很好，但數(shù)據(jù)的采集與處理又費時又不直觀。原數(shù)據(jù)的采集：首先，用小車帶著紙帶用打點計時器記錄小車的運動，然后在紙帶上采集數(shù)據(jù)，計算出小車的速度，改變橡皮筋的條數(shù)每做一次就采集計算一次,做完后得到如下表格：皮筋數(shù)（功）一根皮筋(1W)兩根皮筋(2W)三根皮筋(3W)四根皮筋(4W)速度V（m/s）原數(shù)據(jù)的處理：如果作出的功速度是一條直線，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

2、，即Wv；如果不是直線，就可能是Wv2、Wv、甚至W到底是哪一種關(guān)系？根據(jù)測得的速度分別按Wv2、Wv、W算出相應(yīng)的功的值，實際測得的速度與哪一種最接近，它們之間就具有那一種關(guān)系。不過，這樣做既麻煩又不直觀。最好按下面的方法處理。先對測量數(shù)據(jù)進行估計，或者作個Wv草圖，大致判斷兩個量可能是什么關(guān)系。如果認(rèn)為很可能是Wv2，就對于每一個速度值算出它的二次方，然后以W為縱坐標(biāo)、v2為橫坐標(biāo)作圖（不是以v為橫坐標(biāo)?。?。如果這樣作出的圖象是一條直線，說明兩者關(guān)系真的是Wv2后面又補充“做一做”利用數(shù)表軟件進行數(shù)據(jù)處理。本人認(rèn)為用教材中的方式完成這節(jié)探究課,過程復(fù)雜，計算繁瑣，學(xué)生很少能堅持到最后。如果

3、使用技術(shù)，從設(shè)計實驗到數(shù)據(jù)處理都簡潔直觀。探究思路與操作技巧與原實驗相同，現(xiàn)描述兩者不同之處：現(xiàn)實驗探究：器材：實驗室、計算機、擋光紙、橡皮筋五根、鐵夾子、滑板等。光電門擋光板裝置：如圖（橡皮筋與夾子沒畫出）過程及數(shù)據(jù)分析：、 調(diào)節(jié)滑板的傾斜程度，使小車能在上面勻速下滑；、 分別在滑板的低端和小車的前面固定一夾子，在五根橡皮筋的兩端打一結(jié)，使兩結(jié)之間的距離相等，在小車側(cè)面粘上擋光紙（寬度l由直尺測出）；、 取一光電門傳感器與數(shù)據(jù)采集器通過數(shù)據(jù)線連接，在滑板的靠近底端的一側(cè)固定一光電門傳感器；、 計算機上運行DIS通用擴展軟件，打開“計算表格”，點擊“變量” 按鈕，輸入常量l的測量值，再次點擊“

4、變量”按鈕，輸入常量w的假設(shè)值（如10，單位J省略），點擊“公式” 按鈕，輸入末速度v的計算公式:v=l/tt1(m/s)；、 取五根橡皮筋夾在兩夾子之間，讓小車從某固定一位置釋放，光電門記錄下?lián)豕獍逋ㄟ^光電門的時間tt1;、 點擊“手動”按鈕，得出一組實驗值及計算結(jié)果；、 依次減少橡皮筋的條數(shù)，重復(fù)第五步第六步，得到一表格，如下表： 說明：由于實驗出現(xiàn)了偶然事件，第二組數(shù)據(jù)明顯有誤，處理數(shù)據(jù)時把它刪除了。、 選擇“圖線”，點擊“增加”按鈕，圖線設(shè)置中數(shù)據(jù)來源選擇“計算表格”，設(shè)置X軸為V，Y軸為W，關(guān)閉計算表格。窗口顯示如下：、 點擊“直線擬合”，圖象如下：、 由圖可知：W-V關(guān)系不是一次函

5、數(shù)關(guān)系。、 選中擬合的直線圖標(biāo)，點擊刪除按鈕，刪除直線。、 選中原圖線，點擊二次擬合，擬合后的圖象如下：由圖可以看出數(shù)據(jù)點較如地落在拋物線上或其附近，說明W與V是二次函數(shù)關(guān)系，由圖也易注意到拋物線的頂點不在坐標(biāo)點，教師可將此問題留給學(xué)生思考，讓學(xué)生帶著這一驅(qū)動性問題學(xué)習(xí)下一節(jié)動能和動能定理。結(jié)論：可見：DIS在采集數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)有不可比擬的優(yōu)勢，提高了實驗效率及教學(xué)效率，激發(fā)了學(xué)生的探究的欲望和興趣。最后，對本節(jié)的標(biāo)題，筆者存在異議：功與物體速度變化的關(guān)系上探究的內(nèi)容，從教材可以看出探究的結(jié)論是WV2，而不是W與V的關(guān)系，有種答非所問的感覺。由動能定理可知W與V不是簡單的冪的關(guān)系。為此，筆者在處理教材時，將本節(jié)刪去，而在動能