高中物理必修2教案：实验：探究功与速度变化的关系
新人教版必修2高中物理第7章6实验：探究功与速度变化的关系教案
6.实验：探究功与速度变化的关系[学习目标] 1.通过实验探究力对物体做的功与物体速度变化的关系． 2.学习利用图象法探究功与速度变化的关系．一、实验原理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、…通过对打点计时器所打纸带的测量计算出每次实验结束时小车的速度，最后分析每次做的功与速度的关系，总结出功与速度的关系．二、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．三、实验步骤1．按如图所示安装好实验仪器．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并接在小车后面，不挂橡皮筋，接通电源，轻推小车，直至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记录小车的运动情况．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，用打点计时器和纸带记录小车的运动情况．四、数据处理1．求小车的最终速度：如图所示，测出纸带上点迹均匀的两点如A1、A3间的距离x，则小车的速度为v＝x2T.2．计算小车做的功分别为W、2W、3W…时对应的v、v2、v3、v…的数值，填入表格．3W 与v、W与v2、W与v3、W与v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．五、误差分析1．误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋拉力做的功与橡皮筋的条数不成正比．2．误差的另一主要来源是摩擦力平衡得不合适．3．利用纸带确定物体的速度时，点间距测量不准也会带来误差．4．作图描点不准带来误差．六、注意事项1．平衡摩擦力的方法：将木板一端垫高，轻推小车让其拖动纸带运动，根据打点计时器打在纸带上的点迹是否均匀来判断是否平衡了摩擦力．2．测小车速度时，纸带上的点迹应选均匀部分，也就是选小车做匀速运动时打的点迹．3．每次释放小车时，都要确保让它从同一位置由静止开始运动．4．所选橡皮筋的规格应一样，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．【例1】用如图所示的装置，探究功与物体速度变化的关系，实验时，先适当垫高木板，然后由静止释放小车，小车在橡皮筋弹力的作用下被弹出，沿木板滑行．小车滑行过程中带动通过打点计时器的纸带，记录其运动情况，观察发现纸带前面部分点迹疏密不均，后面部分点迹比较均匀，回答下列问题：(1)除了图中已给出的实验器材外，还需要的器材有________(选填“秒表”“天平”或“刻度尺”)．(2)适当垫高木板是为了_____________________．(3)通过纸带求小车速度时，应使用纸带的________(选填“全部”“前面部分”或“后面部分”)．(4)若实验做了n次，所用橡皮筋分别为1根、2根…n根，通过纸带求出小车的速度分别为v1、v2…v n，用W表示橡皮筋对小车所做的功，作出的Wv2图象是一条过坐标原点的直线，这说明W与v的关系是________．[解析](1)实验需要测出纸带上计数点间的距离，需要用到刻度尺．(2)将木板一端适当垫高，在没有橡皮筋的情况下使小车恰好做匀速运动，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是橡皮筋的拉力．(3)橡皮筋拉力对小车所做的功全部完成后，打出来的点才能反映小车的速度，所以应使用纸带的后面部分．(4)Wv2图线是一条过坐标原点的直线，根据数学知识可确定W与速度v的平方成正比，即W＝kv2.[答案](1)刻度尺(2)平衡摩擦力(3)后面部分(4)W＝kv2【例2】用如图所示的装置做“探究功与速度变化的关系”的实验时：(1)下列说法正确的是________(填字母代号)．A．为了平衡摩擦力，实验中可以将长木板的左端适当垫高，使小车拉着穿过打点计时器的纸带自由下滑时能保持匀速运动B．每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸的长度要一样C．可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值D．可以通过改变小车的质量来改变拉力做功的数值E．实验中要先释放小车再接通打点计时器的电源F．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度G．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度(2)若在实验中，我们用1条、2条、3条…同样的橡皮筋进行1次、2次、3次…实验．实验中，如果橡皮筋拉伸的长度都相等，那么每次橡皮筋对小车做的功可记作W、2W、3W…对每次打出的纸带进行处理，求出小车每次最后匀速运动时的速度v，记录数据见下表：(3)根据(2)题中的图象可以得出的结论是________．[解析](1)小车在水平面上运动时，由于受到摩擦阻力导致小车速度在变化．所以适当倾斜以平衡摩擦力，小车所能获得动能完全来源于橡皮筋做的功，故A正确；实验中每根橡皮筋做功均是一样的，所以所用橡皮筋必须相同，且伸长的长度也相同，故B正确；每次实验时橡皮筋伸长的长度都要一致，则一根做功记为W，两根则为2W，故C正确；实验中是通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值，故D错误；只要使用打点计时器的实验，都是先接通电源后释放纸带，故E错误；由于小车在橡皮筋的作用下运动，橡皮筋对小车做的功与小车能获得的最大速度有关，故F正确，G错误．(2)根据描点法可得，如图所示(3)由Wv2图线可知，图象为过原点的直线，因此W和v2成正比关系．[答案](1)ABCF (2)见解析(3)外力做功与物体速度平方成正比【例3】某学习小组利用如图所示的装置验证动能定理，气垫导轨对滑块的阻力可忽略不计：(1)将气垫导轨调至水平，安装好实验器材，从图中读出两光电门中心之间的距离x＝________cm；(2)若滑块、挡光条和拉力传感器的总质量为M，挡光条的宽度为d，挡光条通过光电门1和2所用的时间分别为Δt1和Δt2，滑块在两光电门间动能的变化量的表达式为__________________________________________________________________________________________________________.(3)对于该实验装置，你认为以下操作和要求一定要完成的是：________.A．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B．通过滑轮拉滑块的细绳在运动过程中必须保持与木板平行C．用天平测出砝码盘和砝码的质量mD．气垫导轨左端应垫高以平衡摩擦力[解析](1)光电门1处刻度尺读数为：20.30 cm，光电门2处刻度尺读数为：70.30 cm，故两光电门中心之间的距离s ＝70.30 cm －20.30 cm ＝50.00 cm ；(2)由于光电门的宽度d 很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度．滑块通过光电门1的速度为：v 1＝d Δt 1，滑块通过光电门2的速度为：v 2＝d Δt 2，则动能的变化量为ΔE k ＝12Mv 22－12Mv 21＝12M ⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 22－12M ⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 12.(3)A 、该实验中由于已经用传感器测出绳子拉力大小，不是将砝码和砝码盘的重力作为小车的拉力，故不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量，则A 错误；B 、调节滑轮细线与气垫导轨平行，保证拉力水平，则B 正确；C 、由于有拉力传感器直接显示绳子的拉力即为小车的合力，则不需要测量砝码盘和砝码的质量，C 项错误；D 、气垫导轨喷气可以使小车悬浮在导轨上，不受摩擦力，故不需要平衡摩擦力，D 项错误．故选B.[答案] (1)50.00 (2)12M ⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 22－12M ⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 12(3)B1．某同学用如图所示装置做“探究和物体动能变化的关系”的实验时，先使小车不连接橡皮筋，小车在木板上恰能匀速下滑．则在橡皮筋弹力作用下，合外力对小车所做的功________(选填“大于”“小于”或“等于”)橡皮筋所做的功；若第一、三次分别用一条、三条相同的橡皮筋并在一起做实验，且两次橡皮筋的________相同，则第三次实验中合外力对小车所做的功是第一次实验的________倍．[解析] 小车受重力，支持力，摩擦力和橡皮筋的拉力，正确平衡好摩擦力后进行实验，合外力的功就等于橡皮筋拉力所做的功；因为是相同橡皮筋做实验，且两次橡皮筋的伸长量相同，故三条时橡皮筋做的功应是一条时的3倍．[答案] 等于 伸长量 32．在用如图所示的装置做“探究功与速度变化的关系”的实验时，(1)为了平衡摩擦力，实验中可以将长木板的________(选填“左端”或“右端”)适当垫高，使小车拉着穿过打点计时器的纸带自由下滑时能保持________运动．(2)为了使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加，每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸到________．(3)如图所示，在正确操作情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的________部分进行测量．[解析](1)平衡摩擦力时应将木板固定有打点计时器的一侧适当垫高，使小车带动纸带做匀速直线运动．(2)实验时，每次应将不同数量的橡皮筋拉伸到同一位置．(3)橡皮筋做完功后，小车应做匀速运动，实验中应测小车做匀速运动的速度，在纸带上，要选用点迹间距离相等的计数点进行测量，应选用纸带上的GJ部分进行测量．[答案](1)左端匀速(2)相同位置(3)GJ3．下面探究“功与物体速度变化关系”的实验步骤，其合理顺序是________．①将小车拉至图中C处，使AB和BC间距离大致相等，接通打点计时器电源，放开小车，小车带动纸带运动，打下一系列的小点，由纸带分析求出小车通过B位置时的速度v，设第1次橡皮筋对小车做的功为W.②做出Wv、Wv2的图象，分析图象的特点，得出结论．③如图所示，先固定打点计时器，在长木板的两侧A处钉两个小钉，小车放在B处挂上一根橡皮筋(即图示情况)，使橡皮筋处于自由长度．④用2条、3条…同样的橡皮筋进行第2次、第3次…实验，每次实验保持橡皮筋拉伸的长度不变，用同样的方法测出v2、v3…记下2W、3W…记入表格．[解析]合理顺序为③、①、④、②.[答案]③①④②4．在做“探究功与物体速度变化的关系”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、v、v2的数据已填在表格中．甲乙(2)从图象可以得出的实验结论是________．[解析](1)将表中的数据分别描在图甲、乙所示的两个坐标系中，然后在图甲中用平滑曲线连接，在图乙中用倾斜直线连接，并且使尽可能多的点分布在曲线上或对称分布在直线两侧，如图甲和乙所示．甲乙(2)从乙图看出W∝v2.[答案](1)见正确解答图(2)W∝v25．某同学用如图所示的装置探究功与物体速度变化的关系．(1)图中所示的电磁打点计时器，应该配备4～6 V的________(选填“交流”或“直流”)电源．(2)实验中为了平衡小车所受的摩擦力，可将木板的________(选填“左”或“右”)端垫起适当的高度．(3)实验中通过改变橡皮筋的________(选填“长度”或“条数”)改变功的值．(4)操作正确的情况下，以功W为纵坐标，以________(选填“v”“v2”或“v”)为横坐标作出的图线最接近一条倾斜的直线．[解析](1)根据打点计时器的构造和原理可知，电磁打点计时器使用的是4～6 V的交流电源．(2)由图可知，小车在橡皮筋拉力作用下向右运动，为使橡皮筋做功为合外力做功，需要进行平衡摩擦力操作，即需要适当垫高木板的左端．(3)实验时，每次保持橡皮筋的形变量一定，当有n 根相同橡皮筋并系在小车上时，n 根相同橡皮筋对小车做的功就等于系一根橡皮筋时对小车做的功的n 倍，这个设计很巧妙地解决了直接去测量力和计算功的困难，故实验中不需要测出一条橡皮筋对小车做功W 的数值，因此只要改变橡皮筋的条数，即可改变做功的数值．(4)根据功能关系可知，作出W 与v 2的关系图象，图象为过原点的一条直线，说明功与v 2成正比．[答案] (1)交流 (2)左 (3)条数 (4)v 26．某实验小组采用如图所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行．打点计时器的工作频率为50 Hz.(1)(多选)实验中木板略微倾斜，这样做是为了________． A ．使释放小车后，小车能匀加速下滑 B ．增大小车下滑的加速度C ．可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功D ．可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动(2)实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条…，合并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一位置再释放小车．把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为W 1，第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W 1，…橡皮筋对小车做功后使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出．根据第四次的纸带(如图所示)求得小车获得的速度为________m/s.(3)若根据多次测量数据画出的W v 图象如图所示，根据图线形状，可知W 与v 的关系符合实际的是图________．[解析] (1)实验中木板倾斜是为了平衡摩擦力，使橡皮筋松弛后小车做匀速运动，选项C 、D 正确．(2)v ＝4×10－20.02m/s ＝2 m/s.(3)实验证明W ∝v 2，所以W v 图线应为一条抛物线，C 正确．[答案] (1)CD (2)2 (3)C7．某同学在探究功与物体速度变化的关系实验中，设计了如图甲所示的实验．将纸带固定在重物上，让纸带穿过电火花计时器或打点计时器．先用手提着纸带，使重物靠近计时器静止．然后接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列小点．得到的纸带如图乙所示，O 点为计时器打下的第1个点，该同学对数据进行了下列处理；取OA ＝AB ＝BC ，并根据纸带算出了A 、B 、C 三点的速度分别为v A ＝0.12 m/s ，v B ＝0.17 m/s ，v C ＝0.21 m/s.根据以上数据你能否大致判断W ∝v 2?[解析] 设由O 到A 的过程中，重力对重物所做的功为W ，那么由O 到B 过程中，重力对重物所做的功为2W .由O 到C 过程中，重力对重物所做的功为3W .由计算可知，v 2A ＝1.44×10－2m 2/s 2，v 2B ＝2.89×10－2m 2/s 2，v 2C ＝4.41×10－2m 2/s 2，v 2B v 2A ≈2，v 2Cv 2A≈3，即v 2B ≈2v 2A ，v 2C ≈3v 2A由以上数据可以判定W ∝v 2是正确的，也可以根据W v 2的图线来判断(如图所示)．[答案] 见解析。
高中物理人教版必修二7.6【教学设计】《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》由前面的学习了解了势能、动能的概念，知道了重力势能与重力做功的关系、弹性势能与弹簧弹力做功的关系。
从而促使我们想要探究动能和力做功又有什么的具体关系?想要探究其关系，我们可以先从研究速度与功的关系。
本节教材目的在于为下一节动能定理做准备的，精心探讨实验原理，教师指导演示，让学生边观察，边思考，理解实验原理后，再动手操作，培养学生探究精神和动手能力的同时，对作功与速度平方成正比的物理规律有明确的感性认识，从而为下节动能与动能定理的学习作好准备。
本节课在实验室进行。
【知识与能力目标】（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。
【过程与方法目标】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。
【情感态度价值观目标】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PPT 课件，学生实验器材25组木板、小车、橡皮筋(若干）、打点计时器、电源、纸带、钉子2枚，刻度尺.一、复习导入问题：动能的影响因素有哪些？举例说明生：质量和速度师：前两节我们研究了重力势能和弹性势能，重力势能变化的原因是什么？生：重力做功引起重力势能的变化。
师：弹性势能变化的原因又是什么？生：弹力做功引起弹性势能的变化。
师：对一个物体来说他的速度变了，就会引起动能的变化。
那么物体的速度为什么会变化？生：物体受到合外力的作用。
师引入：通过刚才的分析我们知道合外力做功会引起动能的变化。
功是能量转化的量度，想要找到动能与速度的关系，先来研究力对物体做功与物体速度变化的关系。
二、新课教学（一）明确实验思路师：同学们首先结合生活实践猜一猜功与速度变化可能存在什么关系呢？生：v W ∝ ，2v W ∝...........师：那么到底力对物体做功与物体速度变化存在怎样的定量关系我们需要用实验来探究。
实验：探究功与速度变化的关系 说课稿 教案 教学设计
设计思想
本章是探究实验课，特点是学生自己从实验中得到的数据，得到功与速度的关系，是学生自己探索，逐步得到结论的课程，老师只要适当引导就可以，本节课学生有很强的自主性，能够让学生在得到结论后记忆更加深刻。
本节是动能定理的预备节，本节实验探究成功，为学生更好掌握动能定理有很大帮助。
教法设计
1、通过几个实例，来引入新课，让学生看到做功会导致物体速度发生变化
2、引导学生一起探究功与物体速度变化的关系的方法
3、指导学生一起动手做实验，得到数据
4、分析数据，得到功与速度变化的关系
教学过程
教师活动
学生活动
设计意图
1，让学生们看几个视频片段
足球运动员大力射门进球
郭靖弯弓射大雕
运动员扔标枪
知道用一根橡皮筋所做的功为“单位的功”
理解小车做匀速运动阶段测量速度比较合理
理解通过让木板倾斜来平衡摩擦力的原理
能进行实验操作，会采集实验数据
理解实验数据处理时寻找W与v的关系的方法
过程与方法：通过动手实验，测量计算，探究功与物体速度变化的关系实验设计思路
通过绘制图象，进一步体验用图象寻找物理量之间关系的方法
本节主要采用教师引导分析，加上学生自主实验探究的教学方式教授。教学过程中的关键问题是要弄清楚如下三点：
1、橡皮筋做功是变力做功，不需要具体求出功的数值，只要巧妙让功的倍数增加就可以
2、速度的测量，可以配合打点记时器来测量，要注意测量时机
3、摩擦力的影响，可以通过调节木板的倾斜度来平衡
教学目标
知识与技能：领会探究功与物体速度变化的关系实验的设计思路
情感态度与价值观：
培养学生在实验步骤中一丝不苟的态度、细致认真地处理数据的态度、精益求精，尽可能减小误差的态度、不断动手，不断动脑解决问题的能力
高中物理 7_6 实验：探究功与速度变化的关系教案2 新人教版必修2
7.6实验：探究功与速度变化的关系（2）
实验：探究功与速度变化的关系
车的速度？为什
．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值
所示的纸带，这条纸带上
图7－6－4
．电源的频率不稳定 B．木板倾斜程度太大
．对于橡皮筋做的功来说，直接测量是有困难
验时橡皮筋对小车做的功是第一次实验的多少倍，具体做法
3x……进行第
B
．选用同样的橡皮筋，在实验中每次
条……同样的橡皮筋进行第1
，便可以求出每次实验中力对小
)
通过打点计时器打下的纸带来测定小车加
最大速度
，能够匀速下滑即可
．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可
板书设计。
实验：探究功与速度变化的关系教案
教案：实验：探究功与速度变化的关系一、教学目标1. 让学生通过实验探究功与速度变化的关系，理解动能定理。
2. 培养学生的实验操作能力、数据处理能力和问题解决能力。
3. 激发学生对物理实验的兴趣，培养学生的团队合作意识。
二、教学内容1. 动能定理的介绍2. 实验原理与方法3. 数据处理与分析三、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。
四、教学方法与手段1. 教学方法：讲解、实验、讨论、写作。
2. 教学手段：多媒体课件、实验器材、数据处理软件。
五、教学过程1. 导入：通过一个简单的例子引入功与速度变化的关系，激发学生的兴趣。
2. 讲解：介绍动能定理的基本原理，解释功与速度变化的关系。
3. 实验：学生分组进行实验，测量不同功作用下物体的速度变化。
4. 数据处理：学生使用数据处理软件对实验数据进行分析，得出功与速度变化的关系。
5. 讨论：学生分组讨论实验结果，解释功与速度变化的关系。
六、教学评价1. 通过实验操作、数据处理和讨论，评价学生对动能定理的理解程度。
2. 评估学生在实验报告中的写作能力，以及对实验结果的分析和解释能力。
3. 观察学生在团队合作中的表现，评价其沟通协作能力。
七、教学资源1. 实验器材：小车、滑轮、测力计、计时器等。
2. 数据处理软件：如Excel、Python等。
3. 参考资料：相关物理书籍、学术论文、网络资源等。
八、教学进度安排1. 导入与讲解：2课时2. 实验操作：3课时3. 数据处理与讨论：2课时九、教学反思在教学过程中，教师应时刻关注学生的学习情况，及时解答学生的疑问，指导学生正确进行实验操作和数据处理。
在实验报告中，教师应注重培养学生对实验结果的分析和解释能力，以及对物理概念的深入理解。
十、课后作业1. 复习动能定理的基本原理，加深对功与速度变化关系理解。
3. 拓展阅读相关物理书籍或学术论文，了解功与速度变化关系在实际应用中的例子。
重点和难点解析一、教学内容重点和难点解析：动能定理是物理学中的重要概念，理解功与速度变化的关系对于学生来说具有一定的难度。
高一下学期物理人教版必修二教案：7.6 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一、教材分析与学情分析：在学习本节内容选之前，学生已经掌握了平抛运动等相关知识，也知道速度的大小跟动能大小是有关系的。
因此，这个实验的重点我把它定在了探究功与物体速度变化的关系上，为后面学习动能定理和机械能打下良好的基础。
对学生而言，此时已经具有一定的动手探究实验能力，但是，实验探究本身就是一个难点。
从实验方案的设计，实验过程中数据的采集，以及实验数据的分析，对高一学生都具有相当的难度，因此教师要积极的创造条件，让学生亲身经历实验探究的过程。
二、实验目的和实验重难点实验目的：通过实验探究得出功与速度变化的关系，增加学生探究与体验的机会，并有效的促进学生在探究中开阔思路。
实验重点：快速寻找功与物体速度的关系。
实验难点：制定恰当的实验方案以及数据的采集分析。
三、实验过程1.创设情境，引入实验主题首先，设计一个小游戏，让学生用老师自制的弹弓打击玩偶。
然后通过问题引导学生，让学生知道橡皮筋对弹弓做的功与弹弓的出射速度之间存在着一定的关系。
2.实验探究方案设计：关于实验方案的设计，教材上给出了两个经典的案例，一个是恒力做功，一个是变力做功。
学生进行讨论、分析、对比，最后都选择了变力做功。
为了回避变力功的计算，我们把一根橡皮筋做的功作为单位功，依次增加橡皮筋的条数，从而实现了功的倍增。
对于速度的测量，学生首先想到了打点计时器这一经典的方法，但是，打点计时器测速度，它的实验数据处理相对繁琐，耗费时间。
然后学生又想到了用光电门测速度，并通过电脑拟合数据，即快速又精确，然而现阶段在学生实验课上光电门还未能广泛普及。
那是否存在一种数据处理简捷，又能广泛应用的实验器材？针对以上几点，我和学生对实验进行了改进，借助平抛运动来探究功与速度变化的关系。
接下来是实验装置介绍。
首先，我们采用金属小球替代小车，用导轨替代木板，这样小球受到摩擦力就会大大降低，对实验的影响可以忽略。
那么在实验过程中只需要调整装置，使轨道呈水平状态。
【人教版】高中物理必修二教案：7.6实验：探究功与速度变化的关系
7. 6 实验：研究功与速度变化的关系教课目一、知与技术1．会用打点器打下的算物体运的速度。
2．学利用物理像研究功与物体速度化的关系。
二、程与方法通用与打点器来研究功与速度化的关系，体知的研究程和物理学的研究方法。
三、感情、度与价通研究，领会学的快，激学的趣；通身践，立“ 践是真谛的独一准”的科学。
教课要点学研究功与速度化关系的物理方法，并会利用像法理数据。
教课点数据的理方法―― 像法。
教课方法察法、像法、迁徙法。
教具准木板，橡皮筋（若干），小，打点器（、复写等），算机等。
教课程一、入新前方几研究了重力做功与重力能化之的关系，进而确定了重力能的表达式。
研究了力做功与性能的关系，进而确定了性能的表达式。
一和下一我来研究功与物体能的关系。
我知道物体的能和速度相关，我不可以上研究力物体做的功和能的关系，我先来研究力物体做的功和速度化的关系。
二、新教课（一）研究的思路如所示：1.法橡皮筋小做的功分W、 2W、 3W⋯⋯2.由和打点器分出小得的速度v 、 v 、 v ⋯⋯1233.以橡皮筋小做的功坐（以第一次的功W 位），小得的速度横坐，作出W-v 曲。
4.假如 W-v 曲是一条直，表示 W∝ v；假如不是直，可着手考能否存在以下关系： W∝v2、 W∝ v3、 W∝v⋯⋯5.依据W-v草，大概判断两个量可能是什么关系。
假如很可能是W∝v2，就做出 W-v2曲，假如条曲是一条直，就能够明你的判断是正确的。
（二）操作与作技巧1.小运中会遇到阻力，能够采纳什么方法行？能够采纳均衡摩擦力的方法。
详细操作是：使木板稍微斜，将小（后拴）放到木板上，推小，小运，察的点距。
木板的角，察的点距，直到点距相等，表示恰均衡摩擦力（若用气，的角，若光条遮光的通数字毫秒示相等，即恰均衡摩擦力）。
（ 2）研究中，我能否需要橡皮筋做功的详细数？不需要。
因是以倍增的思想方法，若橡皮筋第一次做功W，橡皮筋第二次做功2W，⋯橡皮筋第n 次做功nW。
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 第7章 第6节 实验：探究功和速度变化的关系教案 新人教版必修2
活动1.学生观看视频，思考足球、箭矢的速度怎么获得的？
活动2.初步了解实验的目的、实验器材。
活动3.怎样处理功的问题和怎么样处理速度的问题？
活动4.处理实验前一些细节问题。
活动5.再次熟悉打点计时器的使用。
活动6.各个小组依据分发下去的实验仪器进行实验，在表格中记录数据。
活动7.设计探究功和速度变化的关系的其他实验方案。
课时24
§7.6实验：探究功和速度变化的关系
概述(介绍本课时内容在本章中的作用，主要学习内容，具体细化的三维学习目标，重点、难点，学习本节学生的优势和不足，主要学习活动和预期学生表现性成果)
本节在本章中的作用：
在本章的前几节内容中已经掌握重力势能变化跟重力做功有紧密关系，弹簧弹性势能和弹簧弹力做功有紧密关系，已经初步树立了功是能量转化的量度的观念，既然力对物体所做的功与物体势能变化有紧密关系，那么力对物体所做的功与物体动能的改变量间存在着什么关系呢?这是学生急待解决的问题。引入"探究功与物体速度变化的关系"这节内容正所谓急学生所急，了解到功和速度变化的关系是为了下一节"动能和动能定理"的理论推导奠定一个认识基础，也是对前面的理论知识学习的一个缓冲，学生能通过自己亲自体会探究功和能变化之间的关系，为今后功能关系的学习埋下一个伏笔，通过本节内容的教学，也可以从今学生在学习动能定理后能比较深刻地认识到动能定理不仅在恒力做功的条件下成立，在变力做功的情况下也是成立的。
4.能用图像法处理实验数据。
学情分析：本节课通过前面学习的内容引出问题，从而导出新课。引起学生的学习兴趣、探究兴趣，使学生明确我们这两节课学习目标。如果运用恒力做功的方式来探究功与物体速度变化间的关系,可能会使学生产生审美疲劳,因为我们在"探究加速度与力、质量的关系"时已经用过这套实验装置。现在,选择利用橡皮筋的拉力做功来探究功与物体速度变化间的关系,不仅考虑到这样处理容易使学生产生新鲜感,进而产生探究的兴趣,也因为变力做功对实际问题来说更具有普遍性。这样的设计思路,把不便于用公式进行计算的橡皮筋对小车的弹力的功通过思维的变换,用改变橡皮筋条数,保持小车在相同距离的条件下,弹力做功的大小与橡皮筋的条数成正比来取代,这是一种极其巧妙地思路,也是一种很好地进行科学探究的思维方法。同时,也非常符合中学生的认知特点,对开阔学生的视野,提高科学素养等方面都会产生积极的影响。
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。
高中物理必修二教案-7.6实验：探究功与速度变化的关系9-人教版
探究功和物体速度变化的关系【教学内容分析】本节内容属于人教社出版的普通高中课程标准实验教科书《高中物理（必修2）》中第五章《机械能守恒定律》的第六节《探究功与物体速度变化的关系》。
本节教材在探究了重力势能和弹性势能的表达式后，再探究功与物体速度的变化的关系，这一方面是新教材注重培养学生探究能力的具体体现，另一方面也为下面导出动能的表达式以及探究动能定理奠定实验基础。
【教学设计思路】本节课课程标准要求学生通过自己的探究活动，形成概念和掌握规律。
在这堂课的教学中，我着重培养学生科学探究的两方面能力：一是设计实验能力，另一个是数据处理能力。
通过这堂课中设计实验的环节，力求激发学生探究未知、敢于创新的意识和乐趣，培养学生科学探究能力和严谨的科学态度。
让学生学会实验数据处理的方法，学会在不同的图象中寻找物理规律。
【学情分析】1．学生已具备控制变量的实验思想，为本节课设计实验环节作了良好的知识准备。
2．学生通过本章第二节《功》的学习，已经知道功与力和力的方向上的位移有关，为设计实验时学生确定如何改变做功的量和量度做功的量作了良好的知识准备。
3．学生通过《高中物理（必修1）》中《探究加速度与力、质量的关系》的学习，对实验中用图象法处理加速度和质量关系的方法已有一定了解，为本节课处理数据作了良好的知识准备。
【教学目标】1．知识与技能：理解“探究功和物体速度变化关系”实验的原理，得到做功和物体速度变化关系的实验结论，掌握应用传感器测量小车瞬时速度的操作技能。
2．过程与方法：经历根据“探究功和速度变化关系”实验目的构思实验方案的过程，发展实验设计能力；经历运用图像探求做功和速度变化定量关系的过程，提高实验数据的处理能力。
3．情感、态度与价值观：通过实验逐步养成学生实事求是和严谨的科学态度，通过对未知规律的探究激发学生学习兴趣和求知欲，并享受成功的愉悦。
【教学重点】探究功与速度变化的关系。
【教学难点】1.探究实验的设计、分析过程。
高中物理必修二教案-7.6实验：探究功与速度变化的关系-人教版
教师：对，如何才能得到对小车做的功为一倍二倍三倍等关系变化呢？
学生：用多根相同的橡皮筋并联，每次伸长相同的长度。
教师：通过实验我们可以得到多组功与速度的数据，怎样处理这些数据得到功与速度变化的定量关系呢？
教师：对，这就是做功与物体速度变化的关系。但这仅是一种定性的关系，在日常生活和生产实践中，仅仅知道定性关系是远远不够的，我们还要得到功与物体速度的定量关系。我们今天要通过实验探究做功与小车速度的定量关系。我们这个实验的研究对象是小车，请问我们需要测量哪些量？
学生：橡皮筋对小车做的功和对应的小车的速度。
有条件的学校可用力的传感器作出F-S图象从而得到变力的功。
若学生一时回答不出则提示：虽然无法知道具体的数值，但如果让每一次所做的功都以一定的关系变化，并测出相应的速度是否也可以？
若有学生提出让橡皮筋长度为一倍二倍等变化，当成做功是一倍二倍等处理，则应当指出其不正确之处。
民主基础上的集中，有目的的锻炼学生操作能力，并解决器材准备问题
高中物理课堂教学设计
课题
§5.6探究功与物体速度变化的关系
课型
新授课（1课时）
教学目标
（一）知识与技能
1、了解多种测量速度的方法，会用气垫导轨、光电门和数字计数器计算物体运动的速度。
2、练习使用计算机处理数据并学习利用物理图象探究功与物体速度变化的关系。
（二）过程与方法
通过用气垫导轨、光电门和数字计数器探究功与速度的关系，体验知识的探究过程和物理学的研究方法。
演示：把橡皮筋一端固定在导轨上，另一端固定在滑块上，先拉开一小段位移，放开滑块，滑块能获得一定的速度。第二次拉开比第一次大一些的位移，放手后可发现滑块获得的速度比第一次的时候大。
高中物理必修二教案：7.6 实验：探究功与速度变化的关系
7.6 实验：探究功与速度变化的关系教学目标一、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。
二、过程与方法通过用纸带与打点计时器来探究功与速度变化的关系，体验知识的探究过程和物理学的研究方法。
三、情感、态度与价值观通过实验探究，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”的科学观。
教学重点学习探究功与速度变化关系的物理方法，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。
教学方法实验观察法、图像法、迁移法。
教具准备长木板，橡皮筋（若干），小车，打点计时器（带纸带、复写纸等），计算机等。
教学过程一、导入新课前面几节课研究了重力做功与重力势能变化之间的关系，从而确立了重力势能的表达式。
探究了弹力做功与弹性势能的关系，从而确立了弹性势能的表达式。
这一节和下一节我们来探究功与物体动能的关系。
我们知道物体的动能和速度有关，我们还不能马上研究力对物体做的功和动能的关系，我们先来研究力对物体做的功和速度变化的关系。
二、新课教学（一）探究的思路如图所示：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。
4. 如果W-v曲线是一条直线，表明W∝v；如果不是直线，可着手考虑是否存在下列关系：W∝v2、W∝v3、W∝v……5. 根据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，就做出W-v2曲线，如果这条曲线是一条直线，就可以证明你的判断是正确的。
（二）操作与作图技巧1. 小车运动中会受到阻力，可以采用什么方法进行补偿？可以采用平衡摩擦力的方法。
具体操作是：使木板略微倾斜，将小车（车后拴纸带）放到木板上，轻推小车，小车运动，观察纸带的点距。
高中物理必修二教案-7.6实验：探究功与速度变化的关系4-人教版
“探究功与速度变化的关系”教学设计一、教材分析引入本节的目的在于增加学生探究与动手的机会，让学生学会观察，大胆猜想，勇于解决问题，为下一节动能和动能定理的推导奠定基础。
通过本节内容的教学，也可以促使学生在学习动能定理后比较深刻地认识到动能定理不仅适用于恒力做功，同样也适用于变力做功。
从整体上看，本节内容的安排完全符合人们认识事物的思维过程，符合学生的认知规律。
二、学情分析对于功和能的关系，在前两节分别讲了重力做功与重力势能的关系、弹力做功与弹性势能的关系，所以学生已经初步认识到通过做功来了解某种能量的变化，从而研究这种能量，也就是学生已经初步体验到“功是能量转化的量度”，并且学生已具有一定的知识迁移能力了。
因此可以让学生通过类比，从力对物体做功入手来探究动能的变化，但首先要探究功与物体速度变化的关系。
教师要根据学生的实际水平和探究任务的难度采用不同的教学模式，根据问题情景式探究任务运用适当的思维方法；应从学生已有的认知水平出发，注意把握教学的难度与深度。
三、教学目标(一) 知识与技能1．理解探究性实验中的探究思路、操作技巧和数据处理，能够自主设计实验。
2．利用打点计时器打出的纸带计算物体运动的速度。
3．运用物理图象探究功与物体速度变化的关系。
(二) 过程与方法1．通过实验操作过程中控制实验条件的方法，体验知识的探究过程。
2．体验通过实验数据处理寻找物理量间关系的方法。
(三) 情感态度与价值观1．通过探究过程体会物理学的逻辑之美和方法之美，体会数理的巧妙结合，激发学生求知欲和学习兴趣。
2．通过实验探究的各个环节，培养学生敢于坚持真理、勇于创新和实事求是的科学态度和科学精神。
四、教学重点学习探究功与速度变化关系的物理过程和所用方法，并会利用图象法处理数据。
五、教学难点1．探究思路的形成及实验条件的控制。
2．用图象方法分析处理实验数据。
六、教学工具橡皮筋（5根），滑块，砝码，气垫导轨，光电门，刻度尺，打点记时器（电火花），纸带，坐标纸，多媒体设备。
高中物理必修二7 6 实验探究功与速度变化的关系 教案
第七章机械能守恒定律6实验:探究功与速度变化的关系学习目标1.明确实验原理,通过实验探究W与v的关系;2.通过实验掌握平衡摩擦力的方法;3.学习利用物理图象探究功与物体速度变化的关系.自主探究1.对物体做功需要具备什么条件?2.根据初中所学请回忆,物体由于运动而具有的能叫什么能?它与哪些因素有关?3.在前几节通过对做功的探究,得到了重力势能和弹性势能的表达式,能否利用同样的思路和方法得到动能的表达式?合作探究一、研究分析,提出预案要通过实验探究“外力做功和速度变化的关系”,你能提出什么预案?(可参考实验“用打点计时器测速度”、“用打点计时器研究自由落体运动”等实验方案)二、合作探究,分组实验(本课实验借鉴教材第70页参考案例二)1.实验仪器:2.思考与讨论:(1)探究中,我们能否测出橡皮筋做功的具体数值?若不能,可采取什么措施?(2)为了达到各次实验中橡皮筋做的功成倍增加,即实现倍增,对每次实验中橡皮筋的伸长量有什么要求?你想出了什么办法?(3)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?(4)纸带上的点距并不都是均匀的,应该采用哪些点距来计算小车的速度?为什么?(5)小车获得的速度怎样计算?(6)实验完毕后,用什么方法分析橡皮筋对小车做的功与小车速度的关系?3.拟定步骤,进行实验A.先将轨道置于水平桌面上,将打点计时器固定在轨道上,让纸带的一端夹在小车后端,另一端穿过打点计时器.将轨道安装有打点计时器的一端适当调高,直至轻推小车后使小车恰能在板上做匀速直线运动为止.B.将橡皮筋固定在小车前端.拉长橡皮筋使小车位于靠近打点计时器处,接通计时器电源,释放小车.C.用2条、3条、4条、5条橡皮筋分别代替1条橡皮筋重做实验,保证每次释放小车的位置相同,即橡皮筋被拉长的长度相同.D.在上述实验中打出的5条纸带中,分别找出小车开始近似做匀速运动的点,并分别测出匀速运动时的速度v1、v2、v3、v4、v5.E.以功为纵轴(第一次橡皮筋做的功为纵轴的单位长度),以速度为横轴,建立坐标系,用描点法作出W v图象,看是否是直线.若不是,再作W v2、W v3……图象,最终确定功与速度的函数关系.三、处理数据,得出规律1.W/J x/m v/(m·s-1)v2/(m2·s-2)123456探究实验的数据分析:为了清晰地显示出功与速度变化的关系,数据分析时可以采用图象分析法.如果作出是一条直线,表明橡皮筋做的功与小车获得的速度的关系是正比例关系,即W∝v如果不是直线,就可能是W∝v2、W∝v3,甚至W∝.因此记录实验数据时可以设计一个如(1)中的表格.2.根据数据描点画图,找出功与速度关系3.结论:课堂检测1.关于探究功与速度变化的关系实验中,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2.在做“探究功与速度变化关系”的实验时,下列说法正确的是()A.通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值B.通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值C.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度D.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度3.在本节实验中,小车会受到阻力,但可使木板倾斜作为补偿.则下列操作正确的是()A.放开小车,能够自由下滑即可B.放开小车,能够匀速下滑即可C.放开拖着纸带的小车,能够自由下滑即可D.放开拖着纸带的小车,能够匀速下滑即可4.在“探究力对物体做功与速度变化的关系”的实验中每次橡皮筋的拉伸长度都保持不变,这样每次()A.做的功一样B.每条橡皮筋产生的弹性势能相同C.产生的动能相同D.产生的重力势能相同5.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,具体做法是()A.用同样的力对小车做功,让小车通过的距离依次为x、2x、3x……,力对小车做的功就是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……,力对小车做的功就是W、2W、3W……C.选用同样的橡皮筋,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,橡皮筋对小车做的功就是W、2W、3W……D.利用弹簧测力计测量对小车的拉力F,利用刻度尺测量小车在力F作用下移动的距离x,便可以求出每次实验中力对小车做的功,可控制为W、2W、3W……6.在“探究功与速度变化的关系”的实验中,得到的纸带如图所示,小车的运动情况可描述为A、B之间为运动,C、D之间为运动,应选来计算小车的速度v.7.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1根,实验中W、v、v2的数据已填在表格中.W/条v/(m·)v2/(m2·)0 0 01 0.80 0.642 1.10 1.213 1.28 1.644 1.53 2.345 1.76 3.106 1.89 3.57(1)试在图甲、乙中作出图象.(2)从图象可以得出的实验结论是.参考答案自主探究1.有力并且在力的方向上有位移2.动能物体的质量和速度3.略合作探究一、研究分析,提出预案预案:用铁架台和打点计时器研究自由落体运动来探究恒力做的功和速度变化的关系;利用橡皮筋弹射法研究变力做的功与速度变化的关系.二、合作探究,分组实验1.橡皮筋、小车、木板、打点计时器、纸带、铁钉等.2.(1)不能,采用倍增法来研究.(2)用相同的2条、3条、4条、5条橡皮筋分别代替1条橡皮筋重做实验,保证每次释放小车的位置相同,即橡皮筋被拉长的长度相同.(3)可以将轨道安装有打点计时器的一端适当调高,直至轻推小车后使小车恰能在板上做匀速直线运动为止.(4)纸带上的点应选点距均匀部分来研究,此时小车匀速运动,橡皮筋已经不再做功.(5)利用纸带中分布均匀的点来求速度.(6)用描点法作出W v图象,看是否是直线.若不是,再作W v2、W v3……图象,最终确定功与速度的函数关系.三、处理数据,得出规律1.功与小车获得的速度2.略3.功和物体的速度的二次方成正比课堂检测1.D2.AC3.D4.B5.C6.加速匀速直线CD段7.解析:(1)将表中的数据分别描在题图甲、乙所示的两个坐标系中,然后在题图甲中用平滑曲线连接;在题图乙中用斜直线连接,并且使尽可能多的点分布在曲线上或对称分布在直线两侧,如图甲和乙所示.(2)从(1)中乙图看出W∝v2答案:(1)见解析图(2)W∝v2。
人教版高中物理必修二教案：7.6+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【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。
【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【教学课时】1课时【探究学习】阅读教材，提出方法（1）实验装置：见右图。
配套器材：课本方案装置（2）实验思想方法：倍增法。
虽为变力做功，但橡皮条做的功，随着橡皮条数目的成倍增加功也成倍增加。
这种方法的构思极为巧妙。
历史上，库仑应用类似的方法发现了著名的库仑定律。
当然，恒力做功时，倍增法同样适用。
（3）数据处理方法：图像法。
作出功－速度（W-v）曲线，分析这条曲线，得出功与速度变化的定量关系。
学生思考，提出预案（1）学生提出多种设计预案，在课上展示设计的思路和方法：课本方案、气垫导轨加数字毫秒计方案、铁架台打点计时器自由落体方案等。
（2）教师针对各种设计预案，进行分析：主要从合理性、科学性、可行性等方面进行分析，略。
师生研讨，初定方案1、制定基本的实验方案：（师生互动）互动以下面几个问题为中心展开：（1）探究中，我们是否需要橡皮筋做功的具体数值？不需要。
因为实验是以倍增的思想方法设计，若橡皮筋第一次做功为W，则橡皮筋第二次做功为2W，…、橡皮筋第n次做功为nW。
且实验巧妙地将倍增的物理方法应用于变力做功。
（2）为了达到各次实验中橡皮筋做的功成倍增加，即实现倍增，对各次实验中橡皮筋的伸长量有什么要求？你想出了什么办法？各次实验中橡皮筋的伸长量必须相同。
若使小车在橡皮筋的变力作用下产生的位移相同，就要有相同的运动起点。
具体方法是：以第一次实验时小车前（或后）端的位置为基准，垂直运动方向在木板上作出一条水平线。
以后改变橡皮筋的条数时，小车前（或后）端仍以此位置为基准（均从静止）运动。
（3）小车获得的速度怎样计算？小车在橡皮筋作用结束后，做匀速运动。
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第六节实验：探究功与速度变化的关系
教学目标：
（一）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、学习利用物理图象探究功与物体速度变化的关系。
（二）过程与方法
通过用纸带与打点计时器来探究功与速度的关系，体验知识的探究过程和物理学的研究方法。
（三）情感、态度与价值观
通过实验探究，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”的科学观。
教学重点：
学习探究功与速度变化关系的物理方法，并会利用图象法处理数据。
教学难点：
实验数据的处理方法――图象法。
教学方法：
实验观察法、图象法、迁移法。
教学用具：
长木板，橡皮筋（若干），小车，打点计时器（带纸带、复写纸等）、计算机等。
教学过程：
[引言]通过本章第一节的学习，我们知道运动的物体具有动能，静止的物体要获得动能，方式可以很多，但本质上都是有力对物体做了功；比如：重物从静止下落获得动能，是重力对物体做了功，汽车起动获得动能，是牵引力对车做了功。
而物体的动能与物体的运动速度直接相关，所以力对物体做功，可以使物体的运动速度发生变化。
今天我们的任务就是探究功与物体速度变化的关系。
下面我们看一个演示实验。
演示：把橡皮筋两端分别固定在一长木板的两枚铁钉上，中间挂在放于木板上的小车的挂钩上，先拉开一小段位移，放开小车，小车能获得一定的速度；
第二次拉开比第一次大一些的位移，放手后可发现小车获得的速度比第一次的时候大。
老师：从刚才的实验现象中能说明什么？
学生：对物体做功多，则物体获得的速度就大。
老师：对的，这就是做功与物体速度的关系。
但这仅是一种定性的关系，在日常生活和生产实践中可知，仅仅知道功与物体速度之间的定性关系是远远不够的，我们还要得到功与物体速度的定量关系。
（出示多媒体）我们今天
要利用小车、橡皮筋、打点计时器等；探究橡皮筋做功与小车速度的关系。
我们这个实验的研究对象是小车；请问橡皮筋在哪个阶段对小车做功呢？学生：橡皮筋从伸长到原长的过程中，即有力作用在车上的过程中。
老师：对的，橡皮筋对小车有拉力的时候，它才会对小车做功的，那么这个功能不能直接测量出具体的数值呢？
学生：不能直接得出数值。
（若有学生认为可通过测定力与位移从而求出功，应当指出橡皮筋的力是变力，不可行。
）
老师：那么我们应当对功如何处理才能得出与速度之间的关系呢？
学生：可使橡皮筋对小车每一次做的功为一倍二倍三倍等关系变化，测出小车对应的速度，就可得出它们之间的关系。
（若学生一时回答不出则提示：虽然无法知道具体的数值，但如果让每一次所做的功都以一定的关系变化，并测出相应的速度是否也可以？若有学生提出让橡皮筋长度为一倍二倍等变化，当成做功是一倍二倍等处理，则应当指出其不正确之处。
）
老师：对的，如果我们有多根相同的橡皮筋，如何才能得到对小车做的功为一倍二倍三倍等关系变化呢？
学生：多根并联
老师：对的，那么小车在橡皮筋作用下运动的过程中，有哪些力会做功呢？
学生：橡皮筋的拉力和摩擦力都要做功。
老师：对的，但我们这一节课是探究橡皮筋的拉力所做的功与小车速度的关系，如何才能消除摩擦力产生的影响呢？
学生：可让木板一端垫高，使小车的重力沿斜面方向的分力与摩擦力相平衡。
老师：我们是探究橡皮筋的拉力与小车速度的关系，那么要测量的是小车在什么位置的速度呢？
学生：小车到达橡皮筋原长处的速度。
老师：通过实验我们可以得到多组功与速度数据，从前面的演示实验中发现做功越多，物体的速度越大，所以我们自然会猜想它们之间可能成简单的正比关系，可如果从数据中发现功不是与速度一次方成正比则怎么办呢？
学生：则要尝试求出速度的二次方、三次方或二分之一次方等，看是否与功成正比。
老师：我们把前面同学们的想法小结一下:首先是把小车放在长木板上，让长木板成一定的角度平衡摩擦力，然后用一根橡皮筋拉开小车到某一个位置后放手，用打点计时器记录下小车的运动情况，测出小车到达橡皮筋原长处的速度大小；然后用两根、三根、四根、五根橡皮筋进行同样的操作。
数据记载在发下的表格中，然后由得出的数据确定功与速度的几次方成正比，并确定一位同学展示处理的数据及得出的结论。
在做实验过程中请注意保护好小车。
下面大家开始分组做实验。
[学生实验过程] 及时了解学生的实验进度，解决学生遇到的疑难问题，指导学生对数据的处理，若时间不足，则指导学生先得出部分结论。
[学生展示] 大约用五分钟时间抽查展示二、三组学生的数据处理情况，若没得出最终W∝V2的关系，但只要得出不是W∝V、W∝V3、W∝v等关系的也可。
综合各组情况总结得出W∝V2的关系。
结束语：我们不能期望一次实验就得到一个科学的结论，也不可能用一次实验就否定一个原来被认可的结论，若有时间大家还可多次做类似的实验，并尝试用计算机处理数据，那样效率可以高得多，本节课到此为止，谢谢大家！
课堂小结
让学生自己概括总结本节的内容并与同学交流。
布置作业
预习下一节的内容。