试验探究功与速度变化的关系教案教学目标1知识与技能
物理学霸笔记24实验：探究功与速度变化的关系
24实验：探究功与速度变化的关系一、实验目的1．通过实验探究外力做功与物体速度变化的关系。
2．通过实验数据分析，总结出外力做功与物体速度平方的正比关系。
二、实验原理1．改变功的大小：采用实验原理图所示的实验装置，用1条、2条、3条、…规格相同的橡皮筋将小车拉到同一位置由静止释放，橡皮筋拉力对小车所做的功依次为W、2W、3W、…。
2．确定速度的大小：小车获得的速度v可以由纸带和打点计时器测出，也可以用其他方法测出。
3．寻找功与速度变化的关系：以W为纵坐标，v或v2为横坐标，作出Wv或Wv2图像。
分析图像，得出橡皮筋拉力对小车所做的功与小车获得的速度的定量关系。
三、实验器材小车(前面带小钩)、薄物块、长木板(两侧适当的对称位置钉两个铁钉)、打点计时器及纸带、学生电源及导线(若使用电火花计时器则不用学生电源)、若干条等长的橡皮筋、毫米刻度尺。
四、实验步骤。
筋的拉力做功W与橡皮筋的条数不成正比。
2．没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时木板倾角过大也会造成误差。
3．利用打上点的纸带计算小车的速度时，测量不准带来误差。
七、注意事项1．平衡摩擦力时，将木板一端垫高，使小车重力沿斜面向下的分力与摩擦力平衡。
方法是轻推小车，由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否做匀速运动，找到一个合适的倾角。
2．测小车速度时，应选纸带上点迹均匀的部分，即选小车做匀速运动的部分。
3．橡皮筋应选规格一样的。
力对小车做的功以一条橡皮筋做的功为单位即可，不必计算出具体数值。
4．小车质量应大一些，使纸带上打的点多一些。
例1：某研究性学习小组做探究“橡皮筋做的功和物体速度变化的关系”的实验，下图中是小车在一条橡皮筋作用下由静止弹出沿木板滑行的情形，这时，橡皮筋对小车做的功记为W。
当我们用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放，小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。
必修教材2第七章第7课时教案：探究功与速度变化的关系
体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学理念
教学方法
自主探究，合作交流
教学器材
有关课件，常规教具
教学重点
探究功与物体速度变化的关系的物理方法――倍增法，并会利用图像法处理数据
教学难点
实验数据的处理方法――图像法
教学设计：
教学内容与教师活动
学生活动
二、探究过程：
1、实验器材：木板、小车、橡皮筋、打点计时器及电源、纸带等。
2、设计思路：如图
(1)设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W……
(2)由纸带和打点计时器分别测出小车获得的速度v1、v2、v3……
(3)以橡皮筋对小车做的功为纵坐标(以第一次实验时的功W为单位),小车获得的速度为横坐标,作出W-v曲线.
B.每次实验中,橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致
C.放小车的长木板应该尽量使其水平
D.先接通电源,再让小车在橡皮筋的作用下弹出
3、在探究功与物体速度变化关系的实验中，某同学在一次实验中得到了一条如图所示的纸带,这条纸带上的点两端较密，中间稀疏.出现这种情况的原因可能是(CD)
A、电源的频率不稳定；B、木板倾斜程度太大
平衡摩擦后,小车开始做加速度越来越小的加速运动，即橡皮筋还在继续对小车做功；橡皮筋恢复原长后做匀速直线运动，做功结束。故点迹是开始密，越来越疏，之后间距相等。因此我们要选择点距相等的点来确定小车的速度，具体做法：测出点距相等的n个点间的位移x,v= .
2、作图技巧
由上一节探究已经知道,弹簧或橡皮筋弹性势能为 kx2，每次必须拉至相同位置,目的是保证每次实验每条橡皮筋的弹性势能相同,这样橡皮筋的条数与弹性势能成正比,使得做的功与橡皮筋的条数成正比.随着橡皮筋条数的增多,做功分别为W、2W、3W……。因此作图时只须W的整数倍就行，不须单位。
探究功与速度变化的关系教案物理教学设计人教版
探究功与速度变化的关系教案-物理-教学设计-人教版第一章：引言教学目标：1. 让学生了解功和速度变化的基本概念。
2. 激发学生对探究功与速度变化关系的兴趣。
教学内容：1. 功的定义：功是力对物体做功的能力，表示为W。
2. 速度变化的定义：速度变化是指物体速度的增加或减少。
教学活动：1. 引导学生思考：力和速度变化之间有什么关系？2. 通过举例说明功和速度变化的概念。
教学评估：1. 检查学生对功和速度变化概念的理解。
2. 观察学生在讨论中的积极参与情况。
第二章：探究功与速度变化的关系教学目标：1. 让学生通过实验观察功与速度变化的关系。
2. 培养学生的实验操作能力和观察能力。
教学内容：1. 实验原理：通过改变力的大小和方向，观察物体速度的变化。
2. 实验步骤：设置实验装置，进行实验操作，记录数据。
教学活动：1. 引导学生了解实验原理和步骤。
2. 分组进行实验，让学生亲自动手操作。
教学评估：1. 检查学生对实验原理和步骤的理解。
2. 观察学生在实验中的操作是否规范。
第三章：数据分析教学目标：1. 让学生学会分析实验数据，找出功与速度变化的关系。
2. 培养学生的数据分析能力。
教学内容：1. 数据分析方法：比较不同力的大小和方向对速度变化的影响。
2. 数据处理：绘制图表，观察趋势。
教学活动：1. 引导学生进行实验数据的收集和整理。
2. 分组讨论，分析数据，找出功与速度变化的关系。
教学评估：1. 检查学生对数据分析方法的掌握。
2. 观察学生在讨论中的积极参与情况。
第四章：结论教学目标：1. 让学生总结出功与速度变化的关系。
2. 培养学生的总结能力。
教学内容：1. 功与速度变化的关系：功越大，速度变化越大。
2. 结论的表达：用简洁的语言表达实验结果。
教学活动：1. 引导学生总结实验结果。
2. 分组讨论，让学生用简洁的语言表达结论。
教学评估：1. 检查学生对结论的理解和表达。
2. 观察学生在讨论中的积极参与情况。
6 探究功与物体速度变化的关系结论
三、教学用具
弹弓一只、小纸团若干个、长木板（带垫木）、小车、电火花打点计时器、刻度尺、纸带、橡皮筋
四、教学过程设计
（一）引入新课 课件投影弹弓图片，展示弹弓实物。引导学生回忆儿时的游戏，教师再通过演示重现“玩弹弓”的有趣活动。
提问问题：是什么原因使小纸团的速度发生了变化？（答：被拉伸的橡皮筋产生弹力，弹力对小纸团做功，使小纸团的速度发生了变化）
教师评价学生的答案，提出本节课的实验探究课题：探究功与物体速度变化的关系。
（二）提出问题，设计实验 提出问题：我们怎样去探究功与物体速度变化的关系呢？（让学生相互交流讨论，初步形成实验方案）
评价学生提出的不同实验方案，肯定优点，改进不足，并逐步形成课本上的实验方案。（稍后，课件展示本节实验器材）
（五）课堂小结 总结本节探究课的实施过程，突出方法与过程的重要性。
附：板书设计
探究功与物体速度变化的关系
一、实验探究
1、探究功与物体速度变化的关系
2、探究功与物体速度平方变化的关系
二、实验结论
结论：力对物体做的功与物体速度平方的变化成正比。
3、情感态度与价值观（1）体验探究的困难，享受成功的乐趣，激发学习的兴趣；（2）培养交流合作的意识和严谨的科学态度。
二、教学重点、难点
1、重点：学习探究功与物体速度变化关系的物理方法，并会利用图象处理数据；
2、难点：（1）实验数据的处理方法——图象法；（2）复杂问题的转化方法。
让学生讨论课本实验方案并思考：1、橡皮筋弹力对小车做功的大小与哪些因素有关？2、为什么要通过改变橡皮筋条数来改变弹力对小车做的功？3、如何测定小车的速度？该选用哪些点迹来测定小车的速度，为什么？4、小车在运动过程中所受的摩擦力对速度的影响怎样消除？
《探究功与速度变化的关系》教学设计
探究功与速度变化的关系》教学设计一、教学设计说明本节课是人教版《物理》必修2第七章的第六节, 是一节典型的科学探究课,通过实验探究的方法, 让学生探究功与速度变化的关系。
本节课总体设计思想是: 通过学生熟知的生活中的例子引入问题,科学猜想,选择科学的研究方法,设计实验, 分析、归纳、总结出结论。
在设计实验时,鼓励学生自主创新, 设计合理的实验方案。
教师通过对实验方案的设计与选择、实验仪器的组装、实验数据的采集与分析, 通过连续不断的向学生抛出一些逐层递进的问题, 让学生在经历思考与讨论的过程中, 在实验操作中获得真切的体验与感受。
二、教学目标1 知识与技能(1) 巩固用打点计时器和纸带测量物体速度的方法。
(2) 用图像法处理数据并寻找规律的技能。
(3) 通过实验探究, 认识功与物体速度变化的关系。
2 过程与方法(1) 通过探究功与速度变化的关系, 体验知识的探究过程, 领略提问、猜想设计、实验、分析、总结等物理学的研究方法。
(2) 通过对实验数据的分析处理, 学会用图像法寻找物理规律的方法。
3 情感态度与价值观(1) 通过实验探究过程, 激发学生学习的求知欲和学习的兴趣。
(2) 通过亲身实践, 树立“实践是检验真理的唯一标准” 的科学观。
三、教学重难点重点: 让学生体验实验探究的过程。
难点: 如何巧妙的设计实验以及实验数据的处理。
四、教学过程( 一) 导入新课:教师: 播放奥运会标枪比赛的视频。
提出问题: 是什么原因使标枪的速度发生了变化?学生讨论:(1) 人对标枪有力的作用, 使标枪获得了速度。
(2) 人对标枪做功, 使标枪获得了速度。
教师: 以上两种看法哪种正确?学生讨论: 力产生加速度, 经过一段时间的积累, 速度会发生改变, 第二种看法正确。
教师演示: 弹弓将乒乓球弹出。
让学生进一步体会弹弓对乒乓球做功使乒乓球获得速度的过程。
教师: 力对物体做功的同时, 物体的速度也发生了变化。
理规律的方法。
探究功与物体速度变化的关系
(3)实验数据处理及分析：在坐标纸上(图实－5－3)画出
W－v和W－v2图线(“W”以一根橡皮筋做的功为单位)．
(4)实验结论：从图象可知功与物体速度变化的关系为W∝v2.
五、注意事项
1．平衡摩擦力很关键，将木板一端垫高，使小车的重力沿斜
面向下的分力与摩擦阻力平衡．方法是轻推小车，由打点 计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否做匀速运
一、实验目的 1．探究外力做功与物体速度变化的关系． 2．通过分析论证和实验探究，培养实验探究能力和创新 精神．
二、实验原理
如图实－5－1所示，小车在橡皮筋的作用下弹出，沿
木板滑行．当我们用2条、3条……同样的橡皮筋进行第2次、 第3次……实验时，使每次实验中橡皮筋拉伸的长度 都保持一致，那么，第2次、第3次……实验中橡皮筋对小 车做的功就是第一次的2倍、3倍……如果把第一次实验时 橡皮筋的功记为W，以后各次的功就是2W、3W……
2.420
2.860
1.21
1.43
(3)根据上表，请在图实－5－7所示的方格纸上作出ΔE－ W图线．
图实－5－7
[解析] (1)①该实验的研究对象是小车及固定在小车上
车的质量和速度(Ek＝
力和小车的总质量．
mv2)，所以还需要测出钩码的重
[答案] (1)钩码的重力远小于小车的总重力
(2) 钩码的重力和小车组利用拉力传感器和速 度传感器探究“动能定理”．如图实－5－6所示，他们将 拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一 个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的 大小．在水平桌面上相距50.0 cm的A、B两点各安装一个 速度传感器，记录小车通过A、B时的速度大小．小车中可
由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由纸带和打 点计时器测出，也可以用其他方法测出．这样，进行若干
实验探究功与速度变化的关系
旳力与摩
F2 G
擦力平衡
2、测量因为橡皮筋做功而使小车 取得旳速度v 问题：怎样测量小车旳速度？
利用打点计时器打出旳纸带
问题：纸带上打出旳点并不都是 均匀旳，应该采用那些点来计算 小车旳速度？为何？
取点迹清楚且间距均匀旳部分
试 1、将打点计时器固定在一块平板上，让纸带旳一端
验 夹在小车后端，另一端穿过打点计时器。将平板安
4、试验装置旳选用
误差分析
1、为了降低误差，应使小车总质量在300g左右。
2、测小车旳速度就在纸带上匀速运动旳阶段为测 量比很好。
3、作W-V或W-V2图象时，纵坐标旳单位长度 可拉得开些。
弹力做功刚完毕 时小车旳速度
用什么措 施处理数 据比较直
图
象 做W-v图
法
处
理 数
做W-v2图
据
做W-v3图
……
若为直线，则W与v成正比 若为曲线
若为直线，则W与v2成正比 若为曲线为何不做
W- v1图?
…… ……
数 据 处W 理1
2 3 4 5 6
0
v /(m/s)
0.80 1.10 1.28 1.53 1.76 1.89
试
验板、打
功
点计时器、铁钉等
与
小 打点计时器
车
小车
速
铁钉
度
变
化
纸带
旳
关
橡皮筋
木板
系
探 究旳 思 路
1、测量橡皮筋对小车做旳功W
2、测量因为橡皮筋做功而使小车 取得旳速度v
3、数据处理，寻找W与v旳关系
探究旳技巧
1、测量橡皮筋对小车做旳功W 问题：探究过程中，我们是否需要
实验：探究功与速度变化的关系教学设计5_物理_必修2_人教版
猜想：小石子离开弹弓的速度
与哪些因素有关?是什么样的
关系？
概括学生的答案，提出本节课 的课题——“探究功与物体速 度变化的关系”
Байду номын сангаас
【确定实验方案】 1.如何利用以下器材设计实验 方案（要求画出简图并作简要说 明）
学生分组讨论
设计意图 复习旧知识 提出新问题
引入课题
培养自主探 究能力
学生可能设计出以下方案： 2．小组代表讲解本组设计的实 方案 1： 验方案。
教学过程
教师活动
学生活动
【新课引入】
回答问题
问题 1：重力做功与重力势能
的关系？重力势能的表达
式？
问题 2：弹力做功与弹性势能
的关系？弹性势能的表达
式？
问题 3：如何确立动能的表达
式呢?
【演示】 “弹弓”
观察、思考
问题 4：橡皮筋伸长，产生弹
力，在形变恢复的过程中，对
小石子做了功；另一方面,小石
子离开弓获得速度。
通过问题引 导学生做好 实验准备
问题 6：设法使橡皮筋的伸长量 按倍数增加，则功也按培数增 加，即橡皮筋的伸长量依次为 X、2X、3X……，对应的功就依 次为 W、2W、3W……？
橡皮筋弹力做功类似于弹簧弹力做功，其伸 长量按倍数增加时，功并不简单地按培数增 加，橡皮筋伸长量与功之间是一种复杂的关 系。
《7-6 探究功与物体速度变化的关系》教学设计
育英中学：李玲 师达中学：马淑菊
设计思想
教学目标 教学重点 教学难点 教学资源
新教材变化很大，在动能定理之前先安排了“探究功与物体速度变化的 关系”这一节内容，体现了新教材注重探究方法、强调学习过程的特点，突 出了自主学习的重要性和必要性。
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B.木板的倾斜角度在理论上应满足下面条件：即重力使物体沿斜面下滑的分力应等于小车受到的阻力
C.如果小车滑行在木板上能做匀速运动，则木板的倾斜程度是符合要求的
D.其实木板不倾斜，问题也不大，因为实验总是存在误差的
2.（4分）如图1所示，与小车相连足够长的且穿过打点计时器的一条纸带上的间距明显不均匀，右端间距小，左端间距大，下面的分析和判断正确的是( )
6.【解析】选D.由实验原理可知改变橡皮筋做功多少的办法是靠改变橡皮筋条数来实现的，A对.为使橡皮筋的拉力等于小车所受的合外力，通过使木板倾斜的方法平衡摩擦阻力B对，若没有平衡或平衡摩擦力不足的话，就会出现橡皮筋拉力为零后，小车减速运动，打出的点逐渐变密，C对.外力做功后小车速度达到最大，表现为点间距最大且相对均匀，所以计算速度，应以最后一段点间距进行计算，D错.
（2）说明探究功与速度关系的方法.
8.（探究创新）（8分）现有以下器材：小球、弧形光滑轨道、刻度尺、铅笔、白纸、复写纸、铁架台、重锤等，试探究能否设计一个实验，探究合外力的功与物体速度的关系.并说明：
（1）实验方案；
（2）探究功与速度的方法.
【解析】（1）实验方案：
①如图固定好轨道，让其末端保持水平
第六节“实验：探究功与速度变化的关系”教案
教学目标：
1、知识与技能
（1）会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度；
（2）学习利用物理图像探究功与物体速度变化的关系。
2、过程与方法：通过用纸带与打点计时器来探究功与物体速度相关量变化的关系，体验知识的探究过程和物理学的研究方法。
3、情感态度与价值观：体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学理念。
（2）如图乙所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是计数点，相邻计数点间的时间间隔为T.距离如图乙，则打C点时小车的速度为_____；要验证合外力的功与动能变化间的关系，除位移、速度外、还要测出的物理量有_______.
7.（10分）现有以下器材：打点计时器、重锤、纸带、铁架台、直尺、铅笔等，试设计一个实验，研究合外力的功与物体的速度的关系.要求：（1）构思实验方案；
B.重力加速度
Cห้องสมุดไป่ตู้重锤下落的高度
D.与重锤下落高度对应的重锤瞬时速度
【解析】选C、D.物体受力不变，可以利用下降高度关系代表功的关系，所以必须测量下落高度，再利用下落高度计算对应各点瞬时速度，故C、D对，A、B错.
5.（6分）（2009·安徽高考）探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如图2所示，实验主要过程如下：
仪器及器材长木板、橡皮筋(若干)、小车、打点计时器(带纸带、复写纸等)、橡皮筋、电源、导线、刻度尺、木板．
结论：功与速度的平方成正比。（本实验为便于探究，设初速度为零。）
结论推广：初速度不为零时，功与速度平方的变化量成正比。
7.【解析】本题考查学生探究功与速度变化关系实验的迁移能力，涉及到实验原理、实验方法（步骤）和数据的测量及处理等多个方面.
（1）实验方案：①让重锤牵动纸带做自由落体运动，重锤下落不同高度时，重力做的功也不相同，由此可以取得重力做的功的不同数值；②由打点计时器打出的纸带可以求出物体下落不同高度时的瞬时速度；③研究重力做的功与物体获得速度的关系.
2.【解析】选B、C.若纸带左端与小车相连，从纸带间距可以判断小车做减速运动，小车有一定初速度，减速原因可能是忘记或没有完全平衡摩擦力，C对，A错.若纸带右端与小车相连，小车一直做加速运动，说明可能平衡摩擦力时，倾角太大，B对D错.
3.【解析】选D.本实验没有必要测出橡皮筋做的功到底是多少焦耳，只要测出以后每次实验时橡皮筋做的功是第一次的多少倍就足够了，A错；每次实验橡皮筋拉伸的长度必须保持一致，只有这样才能保证以后每次实验时，橡皮筋做的功是第一次的整数倍，否则，功的数值难以测定，B错；小车运动过程中会受到阻力，只有使木板倾斜到一定程度，才能减小误差，C错；实验时，应该先接通电源，让打点计时器开始工作，然后再让小车在橡皮筋的作用下弹出，D正确.
A.每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值
B.每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致
C.放小车的长木板应该尽量使其水平
D.先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出
4.（4分）某同学想利用自由落体运动研究“功与物体速度关系”，实验中下列四组物理量中需要直接或间接测量的量有（）
A.重锤的质量
C．某同学在一次实验中，得到一条记录纸带.纸带上打出的点，两端密、中间疏.出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小
D．根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算
6.（10分）科学规律的发现离不开科学探究，而科学探究可以分为理论探究和实验探究.下面我们追寻科学家的研究足迹用实验方法探究恒力做功和物体动能变化间的关系.
（2）探究功和速度之间的关系：①在坐标纸上规定适当的标度，建立W-v坐标系，描出一系列的点；②用平滑的曲线连接各个点，得到一条曲线，研究规律；③如果从曲线中很难发现功与速度的关系，可尝试取v2、v3或 为横坐标，再描点连线进行研究.
小结（教学反思）
板书设计：7．6探究功与物体速度变化的关系
实验目标探究功与速度变化的关系．
A．本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、…所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致.当用1条橡皮筋进行实验，橡皮筋对小车做的功为W，用2条、3条、…橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、…实验时，橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W、…
B．小车运动中会受到阻力，补偿的方法，可以使木板适当倾斜
②让小球从轨道的某一高度h处由静止滚下，最后落在置于水平面上的白纸及复写纸上.
③记下小球释放点及最后落点的位置，用刻度尺测出释放点的高度h及落点P到O点的距离x.
④多次改变小球的释放点位置，记录并测量每次的h、x的值.
1.【解析】选B.当重力沿斜面向下的分力等于阻力，在橡皮筋对小车不做功时，小车就会匀速运动.
A.若左端与小车相连，可能平衡摩擦力时，木板倾斜度太大
B.若右端与小车相连，可能平衡摩擦力时，木板倾斜度太大
C.若左端与小车相连，可能小车有一定的初速度，实验前忘记平衡摩擦力或没有完全平衡摩擦力
D.若右端与小车相连，可能小车运动前忘记或没有完全平衡摩擦力
3.（4分）关于探究功与物体速度变化的关系的实验中，下列叙述正确的是( )
重点、难点
【教学重点】
学习探究功与物体速度变化的关系的物理方法――倍增法，并会利用图像法处理数据。
【教学难点】
实验数据的处理方法――图像法
教学过程
教师活动
学生活动
修改意见
1.（4分）在本实验中，小车在运动中会受到阻力作用.这样，在小车沿木板滑行的过程中，除橡皮筋对其做功以外，还有阻力做功，这样便会给实验带来误差，我们在实验中想到的办法是，使木板略微倾斜，对于木板的倾斜程度，下面说法中正确的是（）
（1）某同学的实验方案如图3甲所示，他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为在实验中还应该采取的两项措施是：
①____________________________________________；
②____________________________________________.