人教版-高中物理-必修2-第七章機械能守恒定律第六節(jié).

1、伍文庫優(yōu)課物理Physics二一第七幸機械能守桓定律節(jié)探究功與速度的變化關累更優(yōu)資源盡在優(yōu)課更優(yōu)資源hH匸文庫優(yōu)課更優(yōu)資源盡在優(yōu)課1、知識與技能(1)會用打點計時器打下的紙帶計算物體運動的速度；(2)學習利用物理圖像探究功與物體速度變化的關系。2、過程與方法：通過用紙帶與打點計時器來探究功與物 體速度相關量變化的關系，體驗知識的探究過程和物理學 的研究方法。3、情感態(tài)度與價值觀：體會學習的快樂，激發(fā)學習的興 趣；通過親身實踐，樹立“實踐是檢驗真理的唯一標準” 的科學理念。教學重點：學習探究功與物體速度變化的關系的物理方法 一一倍增法，并會利用圖像法處理數據。教學難點：實驗數據的處理方法一一圖像

2、法。g文庫優(yōu)課 Z更優(yōu)資源盡在優(yōu)課教學方法(1)在實驗探究活動前，通過提出問題的方式，研究探索的思路, 提出研究的方法；(2)在實驗探究活動中，要圍繞分析論證實驗預案、確定完善課 本方案并在實驗操作中改進實驗、對實驗數據進行分析處理得出結 論這條主線進行；(3)在實驗探究活動后，要善于總結，理出方法；長期積累起來 的科學的探究問題的方法，必將對今后的科學探究活動起到積極的 指導作用。一、實驗目的1.通過實驗探究力對物體做功與物體速度變化的關系.2.體會探究過程和所用的方法.更優(yōu)爹源盡在優(yōu)課二、 實驗原理讓橡皮筋拉動小車做功使小車的速度增加，使拉小車的橡皮 筋的條I文庫優(yōu)課數由 1 條變?yōu)?2

3、條、 3 條則橡皮筋對小車做的功為聯 2 乳3”、通過對打點計時器所打紙帶的測量計算出每次實驗 結束時小車的速度，最后分析每次做的功與速度的關系，總結出 功與速度的關系.三、 實驗器材木板.橡皮筋（若干）、小車.打點計時器、低壓交流電源. 紙帶.刻度尺等.g文庫優(yōu)課更優(yōu)資源盡在優(yōu)課一、實驗步驟1.按如圖所示安裝好實驗儀器.2. 平衡摩擦力：將安裝有打點計時器的長木板的一端墊起, 紙帶穿過打點計時器，不掛橡皮筋，接通電源，輕推小車，打點 計時器在紙帶上打出間隔均勻的點.3. 第一次先用一條橡皮筋做實驗，用打點計時器和紙帶測 出小車獲得的速度設此時橡皮筋彈力對小車做功為 W,并將 得到的數據記入表

4、格.文庫優(yōu)課4.換用 2 條、3 條、4 條同樣的橡皮筋做實驗，并使橡 皮筋拉伸的長度都和第一次相同，測出速度為 5、乃、仏 橡皮筋對小車做功分別為 2 汝 3 艮 4 聯 將數據記入表格.5 分析數據，嘗試做卩-八卩-（等圖象，探究艮卩的關 系.文庫優(yōu)課更優(yōu)資源盡在優(yōu)課二、數據處理1.速度數值的獲得：實驗獲得的是如圖所示的紙帶，為探 究橡皮筋彈力做功與小車速度的關系，需要測量的是彈力做功結 束時小車的速度，即小車做勻速運動的速度.所以，應該在紙帶 上測量的物理量是圖中 A3間的距離 x,小車此時速度的表達X式為 V =帀，其中 T 是打點計時器的打點周期.即選擇相鄰距離 基本相同的若干點 A

5、2. A3.來計算小車勻速運動時的速度.更優(yōu)分源盡在優(yōu)課文庫優(yōu)課2.計算小車做的功分別為 W、2W、3W.時對應的 v. vv、/v、.的數值,填入表格.WW2W3W4W5WVV2v3匸文庫優(yōu)課更優(yōu)資源盡在優(yōu)課3.逐一與 W 的一組數值對照，判斷 W 與 v、vl v3 v、.的可能關系或嘗試著分別畫出 W 與 v、W 與 W 與 v、W 與Jv 間 關系的圖象，找出哪一組的圖象是直線，從而確定功與速度的正 確關系.三. 誤差分析1. 誤差的主要來源是橡皮筋的長度、粗細不一，使橡皮筋 的拉力做的功與橡皮筋的條數不成正比.2. 誤差的另一主要來源是可能沒有平衡摩擦力或摩擦力平 衡得不合適.3.利

6、用紙帶確定物體的速度時，測量不準也會帶來誤差.更優(yōu)資源盡在優(yōu)課四. 注意事項/文庫優(yōu)課1 平衡摩擦力的方法：將木板一端墊高，輕推小車，由打 點計時器打在紙帶上的點的均勻程度判斷小車是否做勻速運動， 找到木板的一個合適的傾角.2.測小車速度時，紙帶上的點應選均勻部分的，也就是選 小車做勻速運動的.3.橡皮筋應選規(guī)格一樣的， 力對小車做的功以一條橡皮筋 做的功為單位即可，不必計算出具體數值.童文庫優(yōu)課更優(yōu)資源盡在優(yōu)課4. 每次釋放小車時，都要讓它從同一位置由靜止開始運動.5.小車質童應大一些，使紙帶上打的，雖多一些.更優(yōu)芳源盡在優(yōu)課/文庫優(yōu)課更優(yōu)芳源盡在優(yōu)課探究一：實驗原理及注意事項例：用如圖所示

7、的裝置，探究功與物休速度變化的關系.實驗時，先適當墊高木板，然后由靜止釋放小車，小車在橡皮筋彈 力的作用下被彈出，沿木板滑行.小車滑行過程中帶動通過打點 計時器的紙帶，記錄其運動情況.觀察發(fā)現紙帶前面部分點跡疏 密不勻，后面部分點跡比較均勻，回答下列問題：文庫優(yōu)諛更優(yōu)芳源盡在優(yōu)課(1) 適當墊高木板是為了-(2) 通過紙帶求小車速度時，應使用紙帶的-(選填“全部” “前面部分”或“后面部分”)(3) 若實驗做了 n 次，所用橡皮筋分別為 1 根、2 根n 根，通過紙帶求出小車的速度分別為 V】、V2 Vn,用 W 表示橡皮筋對 小車所做的功，作出的弘，圖線是一條過坐標原點的直線，這 說明 W

8、與 v 的關系是_【答案】( (1)平衡摩擦力( (2)后面部分 卩與速度 F 的平方成正比憶文庫優(yōu)課心更優(yōu)資源盡在優(yōu)課更優(yōu)資源盡在優(yōu)課探究二、圖象法處理實驗數據例：在“探究功與速度變化的關系”實驗中得到甲、乙兩組 數據（說明：小車質量為 300 g,小車受力的位移為 19 cm,使用 的橡皮筋由 1 根增至 6根，每次增加 1 根）：試根據以下數據分別在圖 1 和圖 2 中畫出 W-v 圖、W-v2圖.&文庫優(yōu)課更優(yōu)芳源盡在優(yōu)課數據甲v/ (m s 一 0. 00. 81.11.21. 51. 71.800008369W/J0Wo2Wo 3Wo4Wo 5W06Wo數據乙v2/ (m2

9、 s 2)0. 000. 641. 211. 642. 34 3. 103. 57W/J0Wo2W03W04W05W06W0更優(yōu)資源盡在優(yōu)課/文庫優(yōu)課更優(yōu)資源盡在優(yōu)課由此可得出結論：-【解析】分析數據描點可作圖（如圖甲.乙所示）：%肌肌1WQ6%5lFo4WQ1%O1.002.003.004.00 v2/(m2-2)W/J0.400.80W/J7654320.400.801.201.60 2.00 t/(m L)更優(yōu)資源盡在優(yōu)課/文庫優(yōu)課甲更優(yōu)資源盡在優(yōu)課匸文庫優(yōu)課由此可得出結論：外力做的功與速度的平方成正比.憶文庫優(yōu)課更優(yōu)資源盡在優(yōu)諜I規(guī)律總結I1. 用圖象處理數據，比直接尋找侈和卩的關系更

10、形象、直 觀.2. 畫圖線時應畫成平滑的曲線，不能連成折線；在畫直線 時盡可能使點落在直線上，不能落在直線上的點應均勻分布在直 線的兩側.765432更優(yōu)資源盡在優(yōu)課/文庫優(yōu)課匸文庫優(yōu)課更優(yōu)資源盡在優(yōu)課探究3：實驗創(chuàng)新探究例：某同學在“探究功與速度變化的關系”實驗中，設計了 如圖甲所示的實驗.將紙帶固定在重物上，讓紙帶穿過電火花計 時器.先用手提著紙帶，使重物靜止在靠近計時器的地方.然后 接通電源，松開紙帶，讓重物自由下落，計時器就在紙帶上打下 一系列小點.得到的紙帶如圖乙所示.0 點為計時器打下的第 1 個點.該同學對數據進行了下列處理： 取 OA-AB-BC,并根據 紙帶算出了 A、 B、

11、 C 三點的速度分別為 vA=0.12m/s, vB= 0. 17 m/s, vc- 0. 21 m/s.更優(yōu)資源盡在優(yōu)課匸文庫優(yōu)課【答案】由以上數據可判定Woe*根據以上數據你能否大致判斷 Wv2?更優(yōu)資源盡在優(yōu)課/文庫優(yōu)課更優(yōu)資源盡在優(yōu)課I規(guī)律總結I因為該實驗中只考慮重力所做的功，所以在實驗中應適當增 大重物的質量，使物重遠大于空氣阻力，這樣可減小空氣阻力帶 來的影響，減小實驗誤差.C文庫優(yōu)課更優(yōu)芳源盡在優(yōu)課更優(yōu)資源盡在優(yōu)課練習：1.在實驗中，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

12、木 板略微傾斜.對于木板的傾斜程度，下列說法正確的是（ ）A. 木板只要稍微傾斜一下即可，沒有什么嚴格要求B. 木板的傾斜程度在理論上應滿足下面的條件：重力使物 體沿斜面下滑的分力應等于小車受到的阻力/文庫優(yōu)課童文庫優(yōu)課更優(yōu)資源盡在優(yōu)課C. 如果小車在傾斜的木板上能做勻速運動，則木板的傾斜 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【答案】BC更優(yōu)資源盡在優(yōu)課練習 2 某研究性學習小組覺得教材中實驗測量過程較復 雜，改進如下：如圖所示，將教材實驗中的木板放在桌子的邊緣, 小車的前端放一小球，小車在橡皮筋作用下加速運動，到桌子邊 緣后小車在擋板作用下停止運動，小球

13、做平拋運動，測出皮筋條 數為 1、2、3、n 時的平拋距離Xi、X2、X3、xn,則（）/文庫優(yōu)課更優(yōu)芳源盡在優(yōu)課A. 如果忽略一切摩擦，x*n（力為皮筋條數）B. 如果忽略一切摩擦，s 力（力為皮筋條數）C. 該實驗中小車受的摩擦力可以通過傾斜木板的方法平衡 而不產生新的誤差D. 該實驗中傾斜木板會產生誤差【答案】BD更優(yōu)茅源盡在優(yōu)課3某同學為探究“恒力做功與物體動能改變的關系”，設計 了如下實驗，他的操作步驟是：擺好實驗裝置如圖所示.紙帶E文庫優(yōu)課更優(yōu)芳源盡在優(yōu)謀/文庫優(yōu)課2將質量為 200 g 的小車拉到打點計時器附近，并按住小車.3在質量為 10 g 30 g、50 g 的三種鉤碼中，

14、他挑選了一 個質量為50 g 的鉤碼掛在拉線的掛鉤 P 上.4接通電磁打點計時器的電源，釋放小車，打出一條紙帶.更優(yōu)芳源盡在優(yōu)課(1)在多次重復實驗得到的紙帶中取出自認為滿意的一條， 經測量、計算，得到如下數據：1第一個點到第 N 個點的距離為 40. 0 cm.2打下第 N 個點時小車的速度大小為 1. 00m/s.該同學將鉤碼的重力當做小車所受的拉力，算出拉力對小車做的功為-J,小車動能的增量為-J.&文庫優(yōu)課“更優(yōu)芳源盡在優(yōu)謀(2)此次實驗探究結果，他沒能得到“恒力對物體做的功， 等于物體動能的增量”，且課差彳艮大.顯然，在實驗探究過程中 忽視了各種產生誤差的因素請你根據該同學的

15、實驗裝置和操作 過程幫助分析一下，造成/文庫優(yōu)課較大誤差的主要原因是： _更優(yōu)資源盡在優(yōu)課【解析】 拉力 F = mg = O. 050 x 9.8 N=0. 49 N. 拉力對小車做的功W = F1 = 0. 49 x 0. 400 J = 0. 196 J小車動能的增量AEk= !mv2= xO. 200 x 1. 002J = 0. 100 J/文庫優(yōu)課更優(yōu)資源盡在優(yōu)諜(2)誤差彳艮大的可能原因：1小車質量不滿足遠大于鉤碼質量，使鉤碼的重力與小車受到的拉力差別較大.2沒有平衡摩擦力./文庫優(yōu)課【答案】( (1)0. 1960. 100(2)小車質量沒有遠大于鉤碼質量；沒有平衡摩擦力.文庫優(yōu)課更優(yōu)資源盡在優(yōu)課課堂