探究功与速度变化的关系课件
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探究功与速度变化的关系(贾光东)
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。
我们应该求小车匀速阶段的速度。
即：弹力做功刚完毕时小车的速度
三、完善探究方案
小车在木板上运动时会受到阻力， 可以采用什么方法进行补偿？
三、完善探究方案
F阻 F
可以用拉 力抵消摩 擦力
F阻
FN
F1 F
把木板的一端 垫高，使重力 沿斜面向下的 力与摩擦力平 衡如何判断恰好抵消了
实验：探究功与速度变化的关系
沂水二中 贾光东
1.领会探究功与物体速度变化关系的实验设计思路。
2.物体速度变化的关系。
复习引入
重力做功 重力势能
WG＝EP1－EP2
弹力做功
弹性势能 WF＝EP1－EP2
外力做功
速度 动能
射箭
弹弓
一、探究目的
W v2
四、实验评价，误差分析
本节课到此结束
• 感谢各位老师，祝身体健康，心情愉快 • 感谢各位同学，祝日有所得，天天进步
三、完善探究方案
每次实验中对橡皮筋及其拉伸的长度有 什么要求？
为了使弹力功的大小与橡皮筋的 条数成正比，因此，每条橡皮筋 的规格（长度，粗细，劲度系数） 都相同、每次拉长橡皮筋的伸长 量应该相等。
三、完善探究方案
小车获得的速度怎样计算？
纸带上的点距并不都是均匀的，应该采 用那些点距来计算小车的速度？为什么？
二、设计探究方案
方案一：
打点计时器 纸带 小车 细绳
一端附有定滑轮的长木板
钩码
方案一的原理： 让滑块在钩码的拉力作用下由静止开始做匀加速运 动,用纸带记录下速度v1、v2,拉力做功分别为W1、W2, 保
持滑块质量和所挂钩码的质量不变，保证绳子对滑块的
(人教版)物理必修二课件：7-5-实验：探究功与速度变化的关系教学设计优质课件
45分钟作业与单元评估
二合一
基础训练 课前预习作业
第七章
课时5
第3页
RJ版· 物理· 必修2
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二合一
一、选择题(1～3 为单选，4～5 为多选。) 1．对于橡皮筋做的功来说，直接测量是有困难的．我们可 以巧妙地避开这个难题而不影响问题的解决，只需要测出每次 实验时橡皮筋对小车做的功是第一次实验的多少倍，使用的方 法是( )
第七章
课时5
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二合一
(2)根据你所作的图象，你认为滑块滑行的最大距离 x 与滑 块初速度平方 v2 的关系是________．
第七章
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7.
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第七章
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数据组 v/(m· s－ 1 ) x/m 1 0 0
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2 0.16 0.045 3 0.19 0.075 4 0.24 0.111 5 0.30 0.163 6 0.49 0.442
二合一
第七章
课时5
第15页
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二合一
(1)一同学根据表中数据，作出 x－v 图象如图甲所示．观 察该图象， 该同学作出如下推理： 根据 x－v 图象大致是一条抛 物线，可以猜想，x 可能与 v2 成正比．请在图乙所示坐标纸上 选择适当的坐标轴作出图线验证该同学的猜想．
第七章
课时5
第5页
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探究功与速度变化关系
2.平衡摩擦力
3.用纸带确定由于橡皮筋做功而使小车获得 的速度时,应该是橡皮筋恢复形变以后的速 度,所以在纸带上应选用那些间距较大,且相 对均匀的点来确定小车的速度.
实验数据处理
实验次数 1
23
45
橡皮筋个 1
数(根)
对小车做 W
功
23 2W 3W
45 4W 5W
小车获得 的速度 V(m/s)
0.75
7.6 探究功与物体速度变化的关系
网络教学专家
思考1.
我们应该以哪一段小车的运动作为研究对象？
做功W 速度变化V
皮筋
小车
网络教学专家
皮筋做功W 速度变化V 之间的关系
思考2. 这个功W能不能具体测量出来？ 那么你用什么方法探究W与V之间的关系呢？
使做功为 W：2W：3W……
网络教学专家
皮筋做功W 速度变化V 之间的关系
思考4. 小车在平衡摩擦力f之后，在皮筋弹力作用下 的运动性质如何？
AB
C
D
网络教学专家
E
F
G
按照我们探究的思路，开始你们的实验！ 做好数据采集工作，填入相应表格，做五次实验。 画出W－V图，或W－V2图，甚至是W－v3图等你认 为可能成比例的图线！进行讨论
网络教学专家
注意事项:
1.每次实验中橡皮筋的长度都要和第一次保 持一致
能不能用皮筋拉长△X，2 △X， 3△X……来表 示做W，2W，3W……呢？
网络教学专家
皮筋做功W 速度变化V 之间的关系
思考3. 皮筋拉力做的功是合力功吗？ 如何让皮筋做的功成为合力功？
网络教学专家
斜面法平衡摩擦力
y N f Ｘ
G
小车要恰好静止！
3.用纸带确定由于橡皮筋做功而使小车获得 的速度时,应该是橡皮筋恢复形变以后的速 度,所以在纸带上应选用那些间距较大,且相 对均匀的点来确定小车的速度.
实验数据处理
实验次数 1
23
45
橡皮筋个 1
数(根)
对小车做 W
功
23 2W 3W
45 4W 5W
小车获得 的速度 V(m/s)
0.75
7.6 探究功与物体速度变化的关系
网络教学专家
思考1.
我们应该以哪一段小车的运动作为研究对象？
做功W 速度变化V
皮筋
小车
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皮筋做功W 速度变化V 之间的关系
思考2. 这个功W能不能具体测量出来？ 那么你用什么方法探究W与V之间的关系呢？
使做功为 W：2W：3W……
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皮筋做功W 速度变化V 之间的关系
思考4. 小车在平衡摩擦力f之后，在皮筋弹力作用下 的运动性质如何？
AB
C
D
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E
F
G
按照我们探究的思路，开始你们的实验！ 做好数据采集工作，填入相应表格，做五次实验。 画出W－V图，或W－V2图，甚至是W－v3图等你认 为可能成比例的图线！进行讨论
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注意事项:
1.每次实验中橡皮筋的长度都要和第一次保 持一致
能不能用皮筋拉长△X，2 △X， 3△X……来表 示做W，2W，3W……呢？
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皮筋做功W 速度变化V 之间的关系
思考3. 皮筋拉力做的功是合力功吗？ 如何让皮筋做的功成为合力功？
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斜面法平衡摩擦力
y N f Ｘ
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2013高三物理一轮复习课件：第五章 实验：探究功与速度变化的关系
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(4)实验结论：从图像可知功与物体速度变化的关系 W∝v2.
13
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考点诊断
1.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( )
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
38
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二、实验误差分析 1．误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一，使 橡皮筋的拉力与橡皮筋的条数不成正比． 2．平衡摩擦力不彻底或平衡过度也会造成误差． 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.
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热点题型探究
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题型归纳
题型 实验综合能力考查 【例 1】 为了探究对物体做功与物体速度变化的关系， 现提供如图所示的器材，让小车在橡皮筋的作用下弹出后， 沿木板滑行，请思考探究思路并回答下列问题．(打点计时 器交流电频率为 50 Hz)
24
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[解析]
(1)将木板固定有计时器的一端垫起适当的
高度，使小车缓慢匀速下滑． x (4)由匀速运动的速度公式 v＝ ，即可求出小车的速 t 度，其中 x 从图上读出分别为 2.00 cm,2.83 cm,3.46 cm， 1 4.00 cm.t＝T＝ ＝0.02 s. f
探究功与速度变化的关系 高中物理课件
第六节：探究功与速度变化的关系
问题1：到现在为止，我们已经定量研究了哪 几种能量？它们与对应力的功有什么关系？ 它们都是怎样得出表达式的？
重力做功
重力势能
WG＝EP1－EP2 弹力做功 弹性势能
WF＝EP1－EP2
运动 问题2: 动能是与物体___________有关的能 速度 量。即与物体的___________ 有关，速度的变
一：提出预案 设计出一个实验方案，能够探究合力的功与 物体速度变化的关系，先说需要什么器材， 再说明怎样安装器材。
方案1：
方案2：
二：确定方案 主要从合理性、科学性、可行性等方面 进行分析,经过讨论、归纳、整理选出实验 方案。 方案2：
三：实验探究 实验目的：通过实验探究橡皮筋对小车 做功与小车速度的关系 实验器材：橡皮筋、小车、木板、打点 计时器、纸带、铁钉等
结 论
橡皮筋的弹力对小车做的功，与速度的 平方成正比 注：这里的弹力就是物体受到的合外力 因为小车从静止开始运动，初速度为零， 末速度就是小车速度的变化。 拓展：如果小车的初速度不为零，功与 速度之间应该有什么样的关系？
知识总结： 1、利用纸带与打点计时器，来探究功与物体 速度变化的关系，经历了知识的探究过程。 2、学习了物理学的研究方法――倍增法，并 会利用图像法处理数据。
W/×WJ X/×10 m v/（m/s） V /（m /s ） V /（m /s ） V1/2 次方 V1/3 次方 0 1 2 3 4 5 6 0 8.00 11.00 12.80 15.30 17.60 18.90
-2 2 2 2 3 3 3
2 3 W/ × X/ × v/ V1/2 V1/3 V/ V/ WJ 10-2m （ m/s （ m2/ （ m3/ 次方 次方 ） s2） s3） 0 0 0 0 0 1 8 0.8 0.64 0.894 2 11 1.1 1.21 1.049 3 12.8 1.28 1.638 1.131 4 15.3 1.53 2.341 1.237 5 17.6 1.76 3.098 1.327 6 18.9 1.89 3.572 1.375
问题1：到现在为止，我们已经定量研究了哪 几种能量？它们与对应力的功有什么关系？ 它们都是怎样得出表达式的？
重力做功
重力势能
WG＝EP1－EP2 弹力做功 弹性势能
WF＝EP1－EP2
运动 问题2: 动能是与物体___________有关的能 速度 量。即与物体的___________ 有关，速度的变
一：提出预案 设计出一个实验方案，能够探究合力的功与 物体速度变化的关系，先说需要什么器材， 再说明怎样安装器材。
方案1：
方案2：
二：确定方案 主要从合理性、科学性、可行性等方面 进行分析,经过讨论、归纳、整理选出实验 方案。 方案2：
三：实验探究 实验目的：通过实验探究橡皮筋对小车 做功与小车速度的关系 实验器材：橡皮筋、小车、木板、打点 计时器、纸带、铁钉等
结 论
橡皮筋的弹力对小车做的功，与速度的 平方成正比 注：这里的弹力就是物体受到的合外力 因为小车从静止开始运动，初速度为零， 末速度就是小车速度的变化。 拓展：如果小车的初速度不为零，功与 速度之间应该有什么样的关系？
知识总结： 1、利用纸带与打点计时器，来探究功与物体 速度变化的关系，经历了知识的探究过程。 2、学习了物理学的研究方法――倍增法，并 会利用图像法处理数据。
W/×WJ X/×10 m v/（m/s） V /（m /s ） V /（m /s ） V1/2 次方 V1/3 次方 0 1 2 3 4 5 6 0 8.00 11.00 12.80 15.30 17.60 18.90
-2 2 2 2 3 3 3
2 3 W/ × X/ × v/ V1/2 V1/3 V/ V/ WJ 10-2m （ m/s （ m2/ （ m3/ 次方 次方 ） s2） s3） 0 0 0 0 0 1 8 0.8 0.64 0.894 2 11 1.1 1.21 1.049 3 12.8 1.28 1.638 1.131 4 15.3 1.53 2.341 1.237 5 17.6 1.76 3.098 1.327 6 18.9 1.89 3.572 1.375
物理必修Ⅱ人教新课标7-6实验：探究功与速度变化的关系课件
一个人骑自行车在平直的路面上运动， 当人停止蹬车后，车继续向前运动(如下图所 示)，运动过程中受到的阻力可以认为是大小 不变的．试根据人骑自行车这一运动过程，研 究外力对物体做的功和物体运动速度的关 系．要求写出探究思路、所需器材、测量数据， 探究结果．
解析：(1)使自行车获得某一速度后，停止蹬车， (2)设自行车无动力后受到的阻力是 Fμ，则这一过程阻力 让自行车沿着平直路面前进．用秒表测出自行 所做的功 Wμ＝Fμs，自行车的初速度 v0＝2 v ＝2s/t. 车从停止蹬车到停止运动所用的时间t，用皮尺 测出自行车停止蹬车后运动的距离s. (3)重复实验步骤(1)可以得到多组 t 和 s 的值．
1．在探究功与物体速度变化的实验中需要的 器材有 __________________________________ 等． 2．当用2条、3条……同样的橡皮筋进行第2 次、第3次……实验时，每次实验中橡皮筋拉 伸长度都______________一致，以保证第2 次、第3次……橡皮筋的功是________…… 3．根据实验数据作个W－v草图，大致判断两 个量可能是什么关系．如果认为很可能是 W∝v2，就作出W－v2曲线，如果这条曲线是 ________，就可以证明你的判断是正确的．
(2)减小误差的办法 ①实验前要先平衡摩擦力． ②尽量选用同一规格的橡皮筋． ③选用间距均匀的几个间隔，测量其总长度， 求得平均速度． ④描点时既要观察各点的位置关系，又要考虑 应有的函数关系，若拉力大，小车速度大，点 数少，可能使W与v成线性关系，控制小车速 度，加大纵坐标单位长度，可减小误差．
先对测量数据进行估计，或者作出W－v草图， 大致判断两个量可能有什么关系．如果认为有 可能是W∝v2，就对每一个速度值算出它的二 次方，然后以W为纵坐标，v2为横坐标作图(不 是以v为横坐标)．如果这样作出的图象是一条 直线，说明两者关系真的是W∝v2……
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
第七章 6《实验 探究功与速度变化的关系》同步课件
解析：由实验数据得出 W 与 v2 成正比，所以根据数学知识
可知 W－v 图象是抛物线，且开口向上，故选 B.
C．在实验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一致，当用 1 条、 2 条、3 条„„同样的橡皮筋进行实验时，橡皮筋对小车做的功 就分别是 W、2W、3W„„ D．利用弹簧测力计测量对小车的拉力 F 和小车在拉力作 用下移动的距离 s，便可以求出每次实验中力对小车做的功，可 控制为 W、2W、3W„„ 解析：橡皮筋对小车的作用力是个变力，其力的变化不好 控制，且其做的功无法直接用公式进行计算，故 A、B 选项可 行性均不高；C 选项操作方便，且不用计算橡皮筋具体做的功； D 选项的操作不可取． 答案：C
v 和 v2 的数据已填在下面的表格中.
W/J v/(m·s－1) v2/(m·s－1)2 0.00 0.00 0.00 1.00 0.80 0.92 2.00 1.10 1.21 3.00 1.28 1.92 4.00 1.59 2.34 5.00 1.76 3.10 6.00 1.92 3.87
图 7－6－2
(2)实验数据记录(自己设计一个记录数据的表格)．
(3)实验数据处理及分析：在坐标纸上画出 W－v 和 W－v2
图线(第 1 次橡皮筋做的功 W 为纵轴的单位长度)． 【实验结论】 功与物体速度变化的关系为 W∝v2.
【例1】在做“探究功与速度变化的关系”的实验时，小 车的质量为 m，使用橡皮筋 6 根，每次增加一根，实验中 W、
小车相应获得的速度 v2 、v3 „„
【数据处理】 (1)测量小车的速度：实验获得如图 7－6－2 所示的纸带， 为探究橡皮筋弹力做功和小车速度的关系，需要测量弹力做功 结束时小车的速度，即小车做匀速运动的速度．所以应在纸带
第5章_5实验：探究功与速度变化的关系 验证机械能守恒定律
并使其竖直通过光电门.某同学测得各段黑色磁带通 过光电门的时间Δti与高度差Δhi,并将部分数据进行 了处理，结果如下表所示.(取g=9.8m/s2，表格中M 为直尺质量)
图5-5-6
实 验 次 序
ti (103s) 1.21 1.15 1.00 0.95
d vi ti
(m· -1) s
C.释放纸带，然后接通电源开关，打出一条纸 带 D.更换纸带，重复B、C步骤，选出点迹清晰符 合要求的纸带 E.用公式 求出速度，验证机械能是否守 v 2gh 恒在以上的操作中，你认为存在错误的步骤 是 .(只填步骤前序号)
CE
3.实验方法的变化 小明利用透明直尺和光电计时器来验证机械能守 恒定律，实验装置的示意图如图5-5-6所示，当有 不透光物体从光电门间通过时，光电计时器就可以 显示物体的挡光时间.所用的光电门传感器可测的 最短时间为0.01s.将挡光效果好、宽度为 d=3.8×10-3m的黑色磁带若干段贴在透明直尺上， 让直尺从一定高度由静止释放，
g s2 s1 f 2 m ［ ］ 4
.
第五章
机 械 能
5 实验：探究功与速度变化的关系 验证机械能守恒定律
1.探究功与速度变化的关系 探究功与速度变化的关系的实验的探究思路有 何巧妙之处？ 实验中用橡皮筋的弹力拉动小车做功使小 车获得动能，探究橡皮筋做的功与小车速度变化 的关系.橡皮筋的弹力是变力，所做的功是变力功， 没有现成的公式可以计算功的大小.然而，改变橡 皮筋的条数，保持小车相同的运动距离，
则弹力功的大小与橡皮筋的条数成正比.也就是 说，在相同的位移情况下，用一条橡皮筋做的功 为W，用两条同样的橡皮筋做的功就是2W，用 三条同样的橡皮筋做的功就是3W……这样，实 验中巧妙地避开了功的计算.
第六节 实验：探究功与速度变化的关系
①纸带的左端是与小车相连的
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②纸带的右端是与小车相连的
第七章
机械能守恒定律
③利用 E 、 F、 G 、 H 、 I 、 J 这些点之间的距离来确定小 车的速度 ④利用 A 、 B 、 C 、 D 这些点之间的距离来确定小车的速
度
A．①③ C．①④ B．②④ D．②③
解析：小车先加速后匀速，加速时速度小，点子密集，
(3)若木板水平放置，小车速度最大时橡皮筋的拉力与摩
擦力相等，则此时橡皮筋仍处于伸长状态，小车未到达两铁 钉连线，所以正确选项为B. (4)计算小车获得的速度应在小车匀速运动阶段，因此应
人 教 版 物 理 必 修 2
取GK段进行计算．
第七章
机械能守恒定律
(5)从理论上讲，橡皮筋做 的功Wn和物体速度vn变化的关 系应是Wn∝v.为了验证这个理
人 教 版 物 理 必 修 2
相同的若干点来计算小车匀速时的速度．
第七章
机械能守恒定律
3．功与速度关系 (1)通过试探与分析，确定W与v的关系 因为图象上的直线关系最容易判断两个物理量间的关
系，所以可分别试探画出 W与 v、W与 v2 、W与v3、 W与间关
系的图象，找出哪一组的图象是直线，从而确定功与速度的 正确关系． (2)描点时既要观察各点的位置关系，又要考虑应有的函
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根据控制变量法，必须尽量避免其他力做功，或使其他力(当
然包括纸带对小车的阻力)做的总功为零，所以正确选项为D.
答案：D
第七章
机械能守恒定律
3．某同学想利用自由落体运动“探究功与速度变化的关 系”，实验中，下列四组物理量中需要直接或间接测量的量
实验五 探究动能定理
电门1速度为v1= d ,滑块通过光电门2速度为v2= d ;根据动能定理需要验证
t1
t2
的关系式为W=Fs=
1 2
Mv22
-
1 2
Mv12
=1
2
M
d t2
2
-1
2
M
d t1
2
,可见还需要测量出M,即
滑块、挡光条和拉力传感器的总质量;
必备知识 · 整合
关键能力 · 突破
(3)该实验中由于已经用传感器测出绳子拉力大小,不是将砝码盘和砝码的总 重力作为滑块、挡光条和拉力传感器的拉力,故不需要满足砝码盘和砝码的 总质量远小于滑块、挡光条和拉力传感器的总质量。
,还需要知道小物块
的质量,故A、D、E正确,B、C错误。
②根据h=
1 2
gt2和L=v0t,可得
v02
=
g 2h
L2,若功与速度的二次方成正比,则功与L2正
比,故应以W为纵坐标、L2为横坐标作图,才能得到一条直线。
③由于小物块与桌面之间的摩擦不能忽略,是实验方法不完善,则由此引起的
误差属于系统误差。
必备知识 · 整合
关键能力 · 突破
3.误差分析 (1)误差的主要来源是橡皮筋的长度和粗细不完全相同,使橡皮筋的拉力做功 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倾角过大也会造成误差。 (3)利用打点的纸带计算小车的速度时,测量不准带来误差。
必备知识 · 整合
关键能力 · 突破
必备知识 · 整合
关键能力 · 突破
(2)实验中甲、乙两同学用两种不同的方法来实现橡皮筋对小车做功的变化。 甲同学:把多条相同的橡皮筋并在一起,把小车拉到相同的位置释放; 乙同学:通过改变橡皮筋的形变量来实现做功的变化。 你认为 甲 (填“甲”或“乙”)同学的方法可行。
实验：探究功与速度变化的关系教案
实验：探究功与速度变化的关系教案一、教学目标：1. 让学生了解功和速度变化之间的关系，掌握动能定理。
2. 培养学生动手实验、观察分析、解决问题的能力。
3. 培养学生的团队合作精神，提高实验技能。
二、教学内容：1. 功的定义及计算公式。
2. 动能定理：物体所受外力做的功等于物体动能的变化。
3. 实验原理及方法。
4. 数据处理及分析。
三、教学重点与难点：1. 教学重点：动能定理的应用，实验数据的处理与分析。
2. 教学难点：实验过程中误差的减小，动能定理在实际问题中的应用。
四、教学方法：1. 采用问题驱动的教学方法，引导学生主动探究功与速度变化的关系。
2. 利用实验现象，让学生直观地理解动能定理。
3. 以小组合作的形式进行实验，培养学生的团队协作能力。
五、教学过程：1. 导入：通过提问方式引导学生回顾功的定义及计算公式。
2. 讲解：讲解动能定理，让学生理解功与速度变化的关系。
3. 实验演示：进行实验，让学生观察实验现象，理解动能定理的应用。
4. 小组讨论：让学生以小组形式讨论实验过程中发现的问题，并提出解决方案。
5. 数据处理与分析：指导学生如何处理实验数据，分析功与速度变化的关系。
6. 总结：对本节课的内容进行总结，强调动能定理在实际问题中的应用。
7. 作业布置：布置相关练习题，巩固所学知识。
六、实验准备：1. 器材：弹簧测力计、细绳、小车、光滑水平面、计时器、刻度尺。
2. 步骤：a. 调节弹簧测力计，使其零点准确。
b. 将细绳穿过弹簧测力计，固定在小车上。
c. 将小车放在光滑水平面上，确保轨道平整。
d. 调试计时器，确保其正常工作。
e. 测量并记录光滑水平面的长度。
七、实验步骤：1. 学生分组，每组两人，合作完成实验。
2. 实验步骤：a. 一名学生用弹簧测力计拉着小车，另一名学生记录小车运动过程中的速度变化。
b. 逐渐增加拉力，使小车加速运动。
c. 记录不同拉力下小车的速度变化。
d. 重复实验，减小误差。
《高中物理必修》PPT课件
4．打点计时器打出的纸带上相邻各点的间距并不均 匀，应选间距均匀的那一段纸带来计算小车的速度，因为 这一段是橡皮筋对小车做功完毕时的情形．
二、误差分析 1．误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一，使橡 皮筋的拉力与橡皮筋的条数不成正比． 2．平衡摩擦力不彻底或平衡过度也会造成误差． 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．
第七章
机械能守恒定律
6 实验：探究功与速度变化的关系
课前自主学习
课堂讲练互动
课时作业
课前 自 主 学 习
课 前 预 习 ········································· 夯 实 基 础
课程目标导航
1．会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速 度；
2．学习利用物理图象探究功与物体速度变化的关 系．
1.00
1.21
2.00
1.64
3.00
2.34
4.00
3.10
5.00
3.57
6.00
依据上述数据作出W－v2图象如图所示．
结论：由图象可知，功与速度的平方成正比． 【答案】 见解析
方法总结
先对测量数据进行估计，或者作W—v草图，大致判断 两个量可能是什么关系．如果认为可能是W∝v2，然后以 W为纵坐标，v2为横坐标作图．如果这样作出的图象是一 条直线，说明两者关系真的是W∝v2.如果不是，则依照此 法继续找W∝v3、W∝ v等．
三、数据处理
1．测量小车的速度：实验获得如图所示的纸带，为探
究橡皮筋做功和小车速度的关系，需要测量弹力做功结束
时小车的速度，即小车做匀速运动的速度，应在纸带上测
量的物理量是(用字母表示)：A1、A2间的距离x，小车速度
高中物理必修2-实验：探究功与速度变化的关系
实验：探究功与速度变化的关系知识集结知识元实验：探究功与速度变化的关系知识讲解一．利用橡皮筋做功探究动能定理1.实验目的（1）通过实验探究力对物体做功与物体速度变化的关系．（2）体会探究过程和所用的方法．2.实验原理（1）功的确定：让橡皮筋拉动小车做功使小车的速度增加，使拉小车的橡皮筋的条数由1条变为2条、3条……则橡皮筋对小车做的功为W，2W，3W，….（2）速度的计算：通过对打点计时器所打纸带的测量计算出每次橡皮筋做功结束时小车的速度．（3）分析每次橡皮筋做的功与物体速度的关系，即可总结出功与速度变化的关系．3.实验器材木板、橡皮筋(若干)、小车、打点计时器、低压交流电源、纸带、刻度尺等．4.实验步骤（1）按如图所示安装好仪器．（2）平衡摩擦力：将安装有打点计时器的长木板的一端垫起，纸带穿过打点计时器，不挂橡皮筋，接通电源，轻推小车，打点计时器在纸带上打出间隔均匀的点．（3）第一次先用一条橡皮筋做实验，用打点计时器和纸带测出小车获得的速度v1，设此时橡皮筋弹力对小车做功为W，并将得到的数据记入表格．（4）换用2条、3条、4条……同样的橡皮筋做实验，并使橡皮筋拉伸的长度都和第一次相同，测出速度为v2，v3，v4，…，橡皮筋对小车做功分别为2W，3W，4W，…，将数据记入表格．（5）分析数据，尝试做W-v、W-v2等图象，探究W，v的关系．5.注意事项（1）平衡摩擦力的方法：将木板一端垫高，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，找到木板的一个合适的倾角．（2）测小车速度时，纸带上的点应选均匀部分的，也就是选小车做匀速运动的．（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）每次释放小车时，都要让它从同一位置由静止开始运动．（5）小车质量应大一些，使纸带上打的点多一些．（6）使小车挂住橡皮筋的中点，放正小车，使小车沿木板的中间线运动.6.数据处理（1）速度数值的获得：实验获得的是如图所示的纸带，为探究橡皮筋弹力做功与小车速度的关系，需要测量的是弹力做功结束时小车的速度，即小车做匀速运动的速度．所以，应该在纸带上测量的物理量是图中A1、A3间的距离x，小车此时速度的表达式为v＝，其中T是打点计时器的打点周期．即选择相邻距离基本相同的若干点A1，A2，A3，…来计算小车匀速运动时的速度．（2）计算小车做的功分别为W，2W，3W，…时对应的v，v2，v3，的数值，填入表格．（3）逐一与W的一组数值对照，判断W与v，v2，v3，的可能关系或尝试着分别画出W与v，W与v2，W与v3，W与间关系的图象，找出哪一组的图象是直线，从而确定功与速度的正确关系．7.误差分析误差类别产生原因减小方法偶然误差①橡皮筋长短、粗细不一②纸带上“点”间距离测量不准③描点不准①选用规格相同的橡皮筋②测量、描点尽量准确系统误差忘记平衡摩擦力或没有完全平衡摩擦力实验前精确地平衡摩擦力二．利用牛顿第二定律的实验装置探究动能定理1.实验目的探究外力做功与物体动能变化的定量关系2.实验原理（1）在砝码和砝码盘的质量远小于小车质量时，可以认为细绳的拉力就是砝码和砝码盘的重力．（2）平衡长木板的摩擦力（3）在砝码盘中加放砝码并释放砝码盘，木块在砝码盘对他的拉力作用下做匀加速运动，在纸带记录的物体的匀加速阶段，适当间隔的取两个点A和B．只要取计算一小段的平均速度即可确定A 和B两点各自的速度v A和v B，在这段过程中物体运动的距离s可通过运动的纸带测出，我们即可算出合外力的功W合=F绳s AB，另一方面，此过程中物体的动能变化量为ΔE k=-，通过比较W和ΔE k的值，就可以找出两者之间的关系．3.实验器材长木板（一端带滑轮）、刻度尺、打点计时器、纸带、导线、电源、小车、细线、砝码盘、砝码、天平．4.实验步骤及数据处理（1）用天平测出小车的质量M，及砝码、砝码盘的总质量m．把器材按图装置好，纸带一端固定在小车上，另一端穿过打点计时器的限位孔．（2）把小车靠近打点计时器，用手按住．先接打点计时器电源，再释放小车，让它加速运动．当小车到达定滑轮处（或静止）时，断开电源（3）取下纸带，重复实验，得到多条纸带（4）选取其中点迹清晰的纸带进行数据处理，先在纸带标明计数点，然后取间隔适当的两点A、B两点间的距离S AB，再利用平均速度公式求A、B两点间的速度v A、v B．与E kAB，通过比较W和ΔE k，就可以找出两者之间的关（5）通过实验数据分别求出W合系．5.注意事项（1）实验前应调整长木板的倾角以平衡摩擦力，否则砝码和砝码盘的重力就不是小车受到的合外力．（2）实验时要求砝码和砝码盘的质量远小于滑块的质量．（3）应先接通打点计时器，后释放小车，使其运动．6.误差分析（1）没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过大．（2）利用打点的纸带测量位移和计算小车的速度时不准确也会带来误差．例题精讲实验：探究功与速度变化的关系例1.某同学用如图所示的实验装置探究功与速度变化的关系。
6探究功与物体速度变化的关系
橡皮筋被拉伸 直到恢复原长 的过程中 橡皮筋对小车 拉力做的功能 否直接测量？ 否直接测量？
解 决 方 案
第一次用一条橡皮筋拉小车 第一次用一条橡皮筋拉小车 一条
做功W 做功
第二次用两条完全相同的橡 第二次用两条完全相同的橡 两条 皮筋并联起来栓到小车上拉 做功2W 做功 小车， 小车，且使每条橡皮筋的伸 长都和第一次的伸长量一样 长都和第一次的伸长量一样 依次类推，并联三条 四条……橡皮筋，且拉伸 三条、 橡皮筋， 依次类推，并联三条、四条 橡皮筋 的长度都一样，做的功为3W、 的长度都一样，做的功为 、4W……
课堂练习
2、在本实验中，小车在运动中会受到阻力作用，这样，在 、在本实验中，小车在运动中会受到阻力作用，这样， 小车沿木板滑行的过程中，除橡皮筋对其做功以外， 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， 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， 的办法是，使木板略微倾斜，对于木板的倾斜程度，下面 说法正确的是 BC A、木板只要稍微倾斜一些即可，没有什么严格的要求 、木板只要稍微倾斜一些即可， B、木板的倾斜程度在理论上应满足下列条件：即重力使物 、木板的倾斜程度在理论上应满足下列条件： 体沿斜面下滑的分力应等于小车受到的阻力 C、如果小车不受拉力时在滑行的木板上能做匀速运动，这 、如果小车不受拉力时在滑行的木板上能做匀速运动， 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 、其实木板不倾斜，问题也不大， 的小车速度源自测量小车获得的速度用什么测量？
A
B
C
D
E
F
G
应该选中间清晰均匀的点
《实验：探究功与速度变化的关系》课件
均匀分布的点距。小车匀速运动。 均匀分布的点距。小车匀速运动。
2、小车获得的速度怎样计算？ 小车获得的速度怎样计算？
x v= t
6
探究功与物体速度变化的关系
功的确定 ----倍增法 倍增法
x 速度的测量 ---- v = t
图像法 数据处理 ----图像法
W 0 1 2 3 4 5 v/(m/s)
相同
3、小车运动中要克服摩擦阻力做功，用什么方法消 小车运动中要克服摩擦阻力做功， 除摩擦阻力的影响？ 除摩擦阻力的影响？
平衡摩擦力。 平衡摩擦力。将轨道一端垫高至小车匀速 运动。 运动。
速度的测量 x
1、纸带上的点距并不都是均匀的，应该采用那些点 纸带上的点距并不都是均匀的， 距来计算小车的速度？为什么？ 距来计算小车的速度？为什么？
结论： ∝ 结论：W∝v2
拓展提高
1、如果物体的初速度V0≠0，功与速度的变化关 如果物体的初速度V ≠0， 系又是怎样的呢？ 系又是怎样的呢？ 2、运用已学的知识，你能从理论上推导功与速度 运用已学的知识， 变化的关系吗？ 变化的关系吗？
欢迎 指导
重力势能E 重力势能EP= mgh
1 kx 弹性势能E 弹性势能EP弹= 2
动能
2
外力对物体做功使物体的动能发生变化。 结论：外力对物体做功使物体的动能发生变化。 探究：外力对物体做功与物体动能变化的关系？ 外力对物体做功与物体动能变化的关系？ 与物体速度 速度变化的关系 动能变化的关系 速度
第七章
机械能守恒定律
6
探究功与物体速度变化的关系
知识回顾 在初中我们已经学习了动能及动能大小 的决定因素，请回忆后回答： 的决定因素，请回忆后回答：
什么叫动能？ 什么叫动能？动能的大小与什 么因素有关？ 么因素有关？
探究合力做功与速度变化的关系课件
02 03
空气阻力
在空气中运动的物体受到空气阻力的影响，空气阻力的大 小与物体的形状、速度等因素有关。在计算合力做功时， 需要考虑空气阻力对物体运动的影响，以及如何通过改变 物体形状或速度来减小空气阻力。
温度变化
在某些情况下，物体在运动过程中会发生温度变化，这会 影响物体的力学性能和运动状态。在计算合力做功时，需 要考虑温度变化对物体运动的影响，以及如何通过控制温 度来保持物体的稳定运动状态。
掌握分析物理问题的方法
通过研究合力做功与速度变化的关系，可以掌握分析物理问题的方 法，如受力分通过研究合力做功与速度变化的关系，可以提高解决问题的能力， 如运用牛顿第二定律、动能定理等解决相关问题。
02
实验设计与原理
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
合力做功概念回顾
合力做功定义
合力对物体所做的功等于物体动 能的变化量。
合力做功计算
合力做功可以通过计算合力的大小 与物体在合力方向上移动的距离的 乘积得出。
合力做功正负
当合力方向与物体运动方向相同时 ，合力做功为正；当合力方向与物 体运动方向相反时，合力做功为负 。
速度变化概念回顾
01
02
组间数据对比
对比不同组实验数据，探 讨物体质量、初速度等因 素对合力做功与速度变化 关系的影响。
数据讨论
根据数据分析结果，讨论 合力做功与速度变化之间 的关系，提出可能的解释 和推测。
结论得出与解释
结论得出
基于实验数据和讨论分析，得出合力做功与速度变化之间的 定性或定量关系，如合力做功越大，速度变化越明显等。
交通运输
在交通运输领域，汽车、火车等交通工具的加速、减速过程涉及到合力做功的计算。通过 对交通工具的动力学性能进行研究，可以优化交通工具的设计，提高其安全性和舒适性。
探究功与物体速度变化的关系-课件
6、纸带上的点并不是均匀的，应该选用 点迹均匀的部分来确定小车的速度。
实验目标 ： 探究功与速度变化的关系．
实验器材 ：长木板、橡皮筋(若干)、小车、打点 计时器、橡皮筋、电源、导线、刻度尺、木板．
注意事项： 1．橡皮筋的选择． 2．平衡摩擦力． 3．误差分析． 4．橡皮筋的条数． 5．实验装置的选取．
误差是不可避免的，但我们可以 尽量减少它。我们需要注意：
1、准备橡皮筋
市售的橡皮筋规格不满足实验要求，而且用至少4根 以上时弹力过大，使打出的纸带点数过少，以致找不出 小车在不受弹力做匀速时所打出的点。可以选择服装中 使用的多股橡皮筋的松紧带，外形有带状和圆柱状。
2、实验时可用6根橡皮筋，打出6条纸带，连 同O点可以有7个点，在描绘曲线时比较容易判断 曲线的性质。
误差是不可避免的，但我们可以 尽量减少它。我们需要注意：
3、在长木板上，小车、铁钉、打点计时器 的位置应调整适当，以保证打在纸带上的点 便于处理，求出小车运动的速度。
4、平衡摩擦力时，可使木板略微倾斜，作 为补偿。
误差是不可避免的，但我们可以 尽量减少它。我们需要注意：
5、小车的质量较小，当用多条橡皮筋时， 打出的点过少，应改用质量稍大的小车 （或可加砝码），以保证打出的点便于处 理。
6 探究功与物体速度变化的关系
我们已经通过研究做功知道了：
重力做功WG 弹力做功WF 外力做功W
得出重力势能
mgh
E得P=出弹性势能EP弹=12 k x 2
动能
速度
我们将用实验的方法来探究：
1.通过实验探究力对物体做的功W与物 ห้องสมุดไป่ตู้动能EK和速度V变化的关系
2.体会探究的过程和所用的方法
请大家阅读教材 “探究的思路”部分
实验目标 ： 探究功与速度变化的关系．
实验器材 ：长木板、橡皮筋(若干)、小车、打点 计时器、橡皮筋、电源、导线、刻度尺、木板．
注意事项： 1．橡皮筋的选择． 2．平衡摩擦力． 3．误差分析． 4．橡皮筋的条数． 5．实验装置的选取．
误差是不可避免的，但我们可以 尽量减少它。我们需要注意：
1、准备橡皮筋
市售的橡皮筋规格不满足实验要求，而且用至少4根 以上时弹力过大，使打出的纸带点数过少，以致找不出 小车在不受弹力做匀速时所打出的点。可以选择服装中 使用的多股橡皮筋的松紧带，外形有带状和圆柱状。
2、实验时可用6根橡皮筋，打出6条纸带，连 同O点可以有7个点，在描绘曲线时比较容易判断 曲线的性质。
误差是不可避免的，但我们可以 尽量减少它。我们需要注意：
3、在长木板上，小车、铁钉、打点计时器 的位置应调整适当，以保证打在纸带上的点 便于处理，求出小车运动的速度。
4、平衡摩擦力时，可使木板略微倾斜，作 为补偿。
误差是不可避免的，但我们可以 尽量减少它。我们需要注意：
5、小车的质量较小，当用多条橡皮筋时， 打出的点过少，应改用质量稍大的小车 （或可加砝码），以保证打出的点便于处 理。
6 探究功与物体速度变化的关系
我们已经通过研究做功知道了：
重力做功WG 弹力做功WF 外力做功W
得出重力势能
mgh
E得P=出弹性势能EP弹=12 k x 2
动能
速度
我们将用实验的方法来探究：
1.通过实验探究力对物体做的功W与物 ห้องสมุดไป่ตู้动能EK和速度V变化的关系
2.体会探究的过程和所用的方法
请大家阅读教材 “探究的思路”部分
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归纳总结
• 通过本节探究实验，我们学会了一种巧妙 地方法：橡皮筋的弹力做功不便于用公式 来计算，然而改变橡皮筋的条数，保持小 车相同的运动距离，则弹力做功的大小与 橡皮筋的条数成正比。 • 实验过程影响实验结果的原因主要是平衡 摩擦力是否恰当。轻推小车，恰好做匀速 直线运动才可以。 • 通过对数据的处理得知W∝v2
思考:
操作技巧：1、平衡摩擦力。如果纸带上打出 均匀 的点距是________的，说明纸带的运动是 匀速的，小车重力沿斜面方向的分力就刚 好平衡了小车所受的摩擦力。 2、选择纸带。对纸带上的点进行分析， 相同 选择相邻距离基本________的若干个点作 为小车匀速运动阶段的点，用这些点计算 小车的速度。
实验方案的确定
探究思路：1、改变功的大小。用1条、2条、 3条…同样的橡皮筋将小车拉到同一位置释放， 若1条橡皮筋所做功为W，则橡皮筋拉力对小车所 3W W 2W 做的功依次为___、____、___… 2、确定速度的大小。小车获得的速度v可以由 打点计时器 纸带 __________和_____测出，也可以用其他方法 测出。 3、寻找功与速度变化的关系。以橡皮筋拉力所做 的功W为纵坐标，小车获得的速度v的相关量为 横坐标，作出曲线，分析这些曲线，得出定量 关系。
随课练习
3、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，下面说法正确的是 BC A、木板只要稍微倾斜一些即可，没有什么严格的要求 B、木板的倾斜程度在理论上应满足下列条件：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、如果小车不受拉力时在滑行的木板上能做匀速运动， 这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
第六节
实验：探究功与速度的变化关系
6
探究功与物体速度变化的关系
【课题引入】
物体的动能与物体的速度有直接关系 而力对物体的功转换为物体的动能， 即： 力对物体所做的功决定了物体速度的大小 但功与速度变化的具体关系又如何呢？
【教学目标】
1、实验目的： （1）探究力对物体做功与物体速度变化的 关系； （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。
数据处理：根据实验测得的数据，分别作出 W-v曲线、W-1/v曲线、W-v2曲线…如果哪 种图像更接近于过原点的倾斜的直线，功与 速度的某种相关量之间可能就是一种 ________关系。 正比例 画W－v2图像 画W－v图像；画W－1/v图像；
随课练习
1、本节是一个探究性实验，探究的目 的是 D A、探究力与物体运动速度的关系 B、探究力与物体运动加速度的关系 C、探究力对物体做功与物体加速度变 化的关系 D、探究力对物体做功与物体速，直接测量是有困难的，我们可 以巧妙地避开这个难题而不影响问题的解决，只需要测 出每次实验时橡皮筋对小车做的功是第一次的多少倍， 使用的方法是 C A、用同样的力对小车做功，让小车通过的距离依次是s、 2s、3s……进行第1次、第2次、第3次……实验时，力 对物体做的功就是W、2W、3W …… B、让小车通过相同的距离，第1次力为F、第2次力为2F、 第3次力为3F……实验时，力对小车做的功就是W、2W、 3W …… C、选用相同的橡皮筋，在实验中每次橡皮筋拉伸的长度 保持一致，当用1条、2条、3条……同样的橡皮筋进行 第1次、第2次、第3次……实验时，橡皮筋对物体做的 功就是W、2W、3W …… D、利用弹簧秤测量对小车的拉力F，利用直尺测量小车在 力作用下移动的距离s，便可以求出每次实验中力对小 车做的功，可控制为W、2W、3W ……