實(shí)驗(yàn)：探究功與速度變化的關(guān)系學(xué)習(xí)教案

1、實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)(shyn)：探究功與速度變化的關(guān)系：探究功與速度變化的關(guān)系第一頁(yè)，共23頁(yè)。彈性彈性(tnxng)勢(shì)能勢(shì)能重力勢(shì)能重力勢(shì)能(zhn l sh nn)動(dòng)能動(dòng)能重力做功重力做功彈力做功彈力做功外力做功外力做功速度速度WGEP1EP2第1頁(yè)/共23頁(yè)第二頁(yè)，共23頁(yè)。猜想猜想(cixi(cixing)ng) （1）物體的動(dòng)能(dngnng)與哪些因素有關(guān)？ （2）如何進(jìn)行(jnxng)研究？ 猜測(cè)物體的動(dòng)能可能與其質(zhì)量猜測(cè)物體的動(dòng)能可能與其質(zhì)量和速度有關(guān)。和速度有關(guān)。 用控制變量法，先控制質(zhì)量不變，用控制變量法，先控制質(zhì)量不變，用實(shí)驗(yàn)研究物體的動(dòng)能與速度的關(guān)系。用實(shí)驗(yàn)研究物體的動(dòng)能與速度的

2、關(guān)系。第2頁(yè)/共23頁(yè)第三頁(yè)，共23頁(yè)。 （1）物體動(dòng)能的變化由做功引起。那么，實(shí)驗(yàn)中如何(rh)對(duì)物體作功？又怎樣來(lái)表示功的大小呢？一、實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)(shyn)(shyn)的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)第3頁(yè)/共23頁(yè)第四頁(yè)，共23頁(yè)。思路思路(sl)(sl)引導(dǎo)引導(dǎo) 可以是恒力做功。例如用一砝碼盤(pán)牽引著小車(chē)做實(shí)驗(yàn)，可以通過(guò)改變砝碼盤(pán)的質(zhì)量，用W=FS表示(biosh)功的大小。 也可以是變力做功。例如(lr)，用書(shū)上采用的通過(guò)增加每次牽引小車(chē)的橡皮筋數(shù)目的辦法來(lái)表示功的大小。第4頁(yè)/共23頁(yè)第五頁(yè)，共23頁(yè)。請(qǐng)你思考請(qǐng)你思考(sko)(sko) （2）如何測(cè)量物體(wt)的速度呢？第5頁(yè)/共23頁(yè)第六頁(yè)，共

3、23頁(yè)。思路思路(sl)(sl)引導(dǎo)引導(dǎo) 可以用打點(diǎn)(d din)計(jì)時(shí)器測(cè)量小車(chē)的速度。 可以用與氣墊導(dǎo)軌配套的光電門(mén)的方法(fngf)來(lái)測(cè)量小車(chē)運(yùn)動(dòng)的速度。第6頁(yè)/共23頁(yè)第七頁(yè)，共23頁(yè)。系實(shí)驗(yàn)器材：橡皮筋、小車(chē)實(shí)驗(yàn)器材：橡皮筋、小車(chē)(xioch)(xioch)、木板、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、鐵釘?shù)饶景?、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、鐵釘?shù)认鹌そ钕鹌そ钚≤?chē)小車(chē)(xioch)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶紙帶木板木板鐵釘鐵釘 探究的器材探究的器材第7頁(yè)/共23頁(yè)第八頁(yè)，共23頁(yè)。第8頁(yè)/共23頁(yè)第九頁(yè)，共23頁(yè)。不需要不需要(xyo)第9頁(yè)/共23頁(yè)第十頁(yè)，共23頁(yè)。第一次用一條第一次用一條(y tio)橡皮筋拉橡皮筋拉小車(chē)小

4、車(chē)第二次用兩條完全相同的橡皮第二次用兩條完全相同的橡皮筋并聯(lián)起來(lái)栓到小車(chē)上拉小車(chē)，筋并聯(lián)起來(lái)栓到小車(chē)上拉小車(chē)，且使每條橡皮筋的伸長(zhǎng)且使每條橡皮筋的伸長(zhǎng)(shn chn)都和第一次的伸長(zhǎng)都和第一次的伸長(zhǎng)(shn chn)量一樣量一樣做功做功(zugng)W做功做功2W依次類(lèi)推，并聯(lián)依次類(lèi)推，并聯(lián)三條三條、四條四條橡皮筋，且拉伸的橡皮筋，且拉伸的長(zhǎng)度都一樣，做的功為長(zhǎng)度都一樣，做的功為3W、4W第10頁(yè)/共23頁(yè)第十一頁(yè)，共23頁(yè)。問(wèn)題：每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度問(wèn)題：每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度(chngd)(chngd)有什么要求？有什么要求？ 相同相同(xin tn)第11頁(yè)/共23頁(yè)第十二頁(yè)

5、，共23頁(yè)。請(qǐng)你思考請(qǐng)你思考(sko)(sko) 怎樣(znyng)選擇橡皮筋比較好呢？第12頁(yè)/共23頁(yè)第十三頁(yè)，共23頁(yè)。思路思路(sl)(sl)導(dǎo)引導(dǎo)引 要選擇粗細(xì)差不多，彈性要選擇粗細(xì)差不多，彈性(tnxng)(tnxng)也也比較一致的橡皮筋為好。比較一致的橡皮筋為好。第13頁(yè)/共23頁(yè)第十四頁(yè)，共23頁(yè)。如何使拉力做的功等于合力如何使拉力做的功等于合力(hl)做的功？做的功？即如何抵消摩擦力。即如何抵消摩擦力。橡皮筋對(duì)小車(chē)橡皮筋對(duì)小車(chē)(xioch)做的功是合力做的做的功是合力做的功嗎？功嗎？把木板的把木板的一端墊高，一端墊高，使重力沿使重力沿斜面向下斜面向下的力與摩的力與摩擦力平衡

6、擦力平衡F阻阻FGF阻阻FN還有摩擦還有摩擦力做功力做功FF2F1第14頁(yè)/共23頁(yè)第十五頁(yè)，共23頁(yè)。第15頁(yè)/共23頁(yè)第十六頁(yè)，共23頁(yè)。4 4、在上述實(shí)驗(yàn)中打出的、在上述實(shí)驗(yàn)中打出的5 5 條紙帶中，分別找出小車(chē)開(kāi)始條紙帶中，分別找出小車(chē)開(kāi)始(kish(kish) )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v1 v1 、v2 v2 、v3 v3 、v4 v4 、v5 v5 。3 3、用、用2 2 條、條、3 3 條、條、4 4 條、條、5 5 條橡皮筋分別條橡皮筋分別(fnbi)(fnbi)代替代替1 1 條橡皮條橡皮筋重做實(shí)驗(yàn)，保證每

7、次釋放小車(chē)的位置相同，即橡皮筋被筋重做實(shí)驗(yàn)，保證每次釋放小車(chē)的位置相同，即橡皮筋被拉長(zhǎng)的長(zhǎng)度相同。拉長(zhǎng)的長(zhǎng)度相同。1 1、將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在一塊平板上，讓紙帶的一端、將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在一塊平板上，讓紙帶的一端夾在小車(chē)后端，另一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。將平板安裝夾在小車(chē)后端，另一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。將平板安裝有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端適當(dāng)墊高，調(diào)整高度，直至輕推有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端適當(dāng)墊高，調(diào)整高度，直至輕推小車(chē)后使小車(chē)恰能在板上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)小車(chē)后使小車(chē)恰能在板上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(yndng)(yndng)為為止。止。2 2、將橡皮筋固定在小車(chē)前端。拉長(zhǎng)橡皮筋使小車(chē)位于、將橡皮筋固定在小車(chē)前端。拉長(zhǎng)橡皮筋使小車(chē)位

8、于靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，處，記下小車(chē)位置記下小車(chē)位置。接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源源，釋放小車(chē)釋放小車(chē)。? ? ?C B A第16頁(yè)/共23頁(yè)第十七頁(yè)，共23頁(yè)。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)次數(shù)次數(shù)橡皮筋橡皮筋做的功做的功位移位移l /m時(shí)間間隔時(shí)間間隔t /s勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度v /(m/s)123454WW2W3W5W. . . . . . . . . . 彈力彈力(tnl)做功剛做功剛完畢時(shí)小車(chē)的速完畢時(shí)小車(chē)的速度度用什么方用什么方法處理數(shù)法處理數(shù)據(jù)據(jù)(shj)比較直觀(guān)比較直觀(guān)?第17頁(yè)/共23頁(yè)第十八頁(yè)，共23頁(yè)。做做W- -v圖圖若為曲線(xiàn)若為曲線(xiàn)(qxin)若為直線(xiàn)若為直線(xiàn)

9、(zhxin)，則，則W與與v成正比成正比做做W- -v2圖圖若為曲線(xiàn)若為曲線(xiàn)若為直線(xiàn)，則若為直線(xiàn)，則W與與v2成正比成正比做做W- -v3圖圖為什么不為什么不做做 W- - 圖圖?1v第18頁(yè)/共23頁(yè)第十九頁(yè)，共23頁(yè)。Wv /(m/s)1234560.80 1.10 1.281.53 1.761.89W- -v圖圖00為什么圖象為什么圖象(t xin(t xin) )會(huì)通過(guò)原點(diǎn)會(huì)通過(guò)原點(diǎn)? ?第19頁(yè)/共23頁(yè)第二十頁(yè)，共23頁(yè)。W- -v2圖圖Wv2/(m2s -2)0010.64 21.2131.6442.3453.1063.57表明表明(biomng)W與與 v2 成正比成正比第20頁(yè)/共23頁(yè)第二十一頁(yè)，共23頁(yè)。1、橡皮筋的選擇、橡皮筋的選擇選擇粗細(xì)差不多，彈性也比較一致選擇粗細(xì)差不多，彈性也比較一致(yzh)的橡皮筋的橡皮筋2、平衡摩擦力、平衡摩擦力 木板的一端墊高木板的一端墊高3、橡皮筋的條數(shù)、橡皮筋的條數(shù)一般小于一般小于5條條4、實(shí)驗(yàn)裝置的選取、實(shí)驗(yàn)裝置的選取第21頁(yè)/共23頁(yè)第二十二頁(yè)，共23頁(yè)。1、為了、為了(wi le)減少誤差，應(yīng)使小車(chē)總質(zhì)量在減少誤