最新人教版高中物理必修2第七章《实验：探究功与速度变化的关系》教学设计2

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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

情感态度价值观
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
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。

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。

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）中国书法艺术说课教案今天我要说课的题目是中国书法艺术，下面我将从教材分析、教学方法、教学过程、课堂评价四个方面对这堂课进行设计。

一、教材分析：本节课讲的是中国书法艺术主要是为了提高学生对书法基础知识的掌握，让学生开始对书法的入门学习有一定了解。

书法作为中国特有的一门线条艺术，在书写中与笔、墨、纸、砚相得益彰，是中国人民勤劳智慧的结晶，是举世公认的艺术奇葩。

早在5000年以前的甲骨文就初露端倪，书法从文字产生到形成文字的书写体系，几经变革创造了多种体式的书写艺术。

1、教学目标：使学生了解书法的发展史概况和特点及书法的总体情况，通过分析代表作品，获得如何欣赏书法作品的知识，并能作简单的书法练习。

2、教学重点与难点：（一）教学重点了解中国书法的基础知识，掌握其基本特点，进行大量的书法练习。

（二）教学难点：如何感受、认识书法作品中的线条美、结构美、气韵美。

3、教具准备：粉笔，钢笔，书写纸等。

4、课时：一课时二、教学方法：要让学生在教学过程中有所收获，并达到一定的教学目标，在本节课的教学中，我将采用欣赏法、讲授法、练习法来设计本节课。

（1）欣赏法：通过幻灯片让学生欣赏大量优秀的书法作品，使学生对书法产生浓厚的兴趣。

（2）讲授法：讲解书法文字的发展简史，和形式特征，让学生对书法作进一步的了解和认识，通过对书法理论的了解，更深刻的认识书法，从而为以后的书法练习作重要铺垫！（3）练习法：为了使学生充分了解、认识书法名家名作的书法功底和技巧，请学生进行局部临摹练习。

三、教学过程：（一）组织教学让学生准备好上课用的工具，如钢笔，书与纸等;做好上课准备，以便在以下的教学过程中有一个良好的学习气氛。

（二）引入新课，通过对上节课所学知识的总结，让学生认识到学习书法的意义和重要性！（三）讲授新课1、在讲授新课之前，通过大量幻灯片让学生欣赏一些优秀的书法作品，使学生对书法产生浓厚的兴趣。

实验：探究功与速度变化的关系说课稿教案教学设计

实验：探究功与物体速度变化的关系
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

人教版物理必修2第七章第六节《探究功与速度变化的关系》教学设计

教材分析本节是人教版物理必修2第七章第六节的内容，通过前面几节内容的学习，学生已经建立了重力势能、弹性势能的概念，知道了重力做功、弹力做功与重力势能、弹性势能之间的关系。

本节内容是前面两节内容的继续，用做功与能量的关系探索另一种能量及其表达式：动能。

由于动能的问题比势能复杂些，所以本节暂不直接涉及动能，而是先找到一个与动能密切相关的物理量---速度，先研究速度与功的关系。

本节内容的主要目的是给学生增加实验探究与体验的机会，培养学生实验探究的能力，提高学生理论联系实际的水平。

本节内容是寻求动能表达式的实验探究过程，下节内容（动能和动能定理）是寻求动能表达式的理论探究过程，本节内容的实验探究为下节内容的理论探究奠定了一个实践认识基础，起到很好的铺垫作用，前后两节内容共同构成了一个较为完整的体系。

课标分析（1）知识与能力：能够领会探究功与物体速度变化的关系实验的设计思路。

明确用一根橡皮筋所做的功为单位简化问题的思想方法，知道利用小车做匀速运动阶段测量速度比较合理。

（2）过程与方法：能独立进行实验操作，会采集实验数据。

能够对实验数据进行分析与处理中寻找W与v的关系。

（3）情感态度与价值观：让学生经历自主探究、合作学习的情感体验。

学情分析本节内容是一节实验探究课，实验探究学生以前有所接触，如物理必修一中的“探究小车速度随时间变化的规律”与“探究加速度与力、质量的关系”。

通过以前这一类探究实验的学习，学生已经具有一定的实验方案设计能力、实验动手操作能力及实验数据处理的能力。

尤其是纸带的处理已接触多次，平衡摩擦力的必要性及基本方法学生也已了解，至于图线处理时从关系不明的曲线通过改变坐标量转化为关系较明朗的直线的方法在“探究加速度与力、质量的关系”中也曾接触，学生有一定的基础，但还是有一定的思维和操作难度，教学中应注意合理的启发。

另外，以前接触的力都是恒力，而这一节牵涉到变力问题，这又是一个思维台阶，应通过对话启发学生理解感悟将做功增倍代替求具体功数值的巧妙之处。

最新人教版新课标必修2高中物理实验：探究功与速度变化的关系教学设计

6 实验探究功与速度变的关系整体设计各种力做功都与其对应的某种能量有关系,研究出它们的关系,就能确立相应能量的表达式例如通过重力做功确立了重力势能的表达式,通过弹力做功确立弹性势能的表达式动能是物体由于运动而具有的能,物体的动能与它的速度密切相关,而物体速度的变与它受的力有关,当物体运动而发生位移时,它所受的力又会做功,因此力对物体做的功与物体速度变有密切的关系本节课就是探究功与速度变的关系,为下一节动能的习作准备本节是一节探究实验课在进行实验探索、收集据时,需要考虑什么是有价值的据,用什么方法获得据,以及如何证明这些据是可靠的在进行实验时,操作应规范;在收集据时,应实事求是,坚持严谨认真的态度对实验所得到的结论要会判断是否,判断的标准就是看其是否具有重复性,即不论由哪位同做这个实验,也不论做几次,在允许的误差范围内结果都应该是相同的过去我们强调的实验,主要所指为操作技能,现在强调的实验,除了操作技能外,希望生更加重视实验中的思想与技能的习比如在探究功与速度变的关系时,并不需要计算功的具体值,原因是什么?在探究之前,要重点掌握本实验中的探究方法另外用图象处据比较形象、直观,而且误差也小,所以这种方法必须能够熟练应用教重点习探究功与速度变关系的物方法,并会利用图象法处据教难点1实验据的处方法——图象法2实验过程中的规范操作课时安排1课时三维目标知识与技能1会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度2习利用物图象探究功与物体速度变的关系过程与方法1通过纸带与打点计时器探究功与速度的关系，体验探究过程和物的研究方法2实际探究过程中如何把变力做功这个问题解决情感态度与价值观1体验探究的困难，享受成功的乐趣2通过实验探究，体会习的快乐，激发习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真的唯一标准”的观课前准备小车(前面带小钩),长木板(两侧适当的对称位置钉两个钉子),橡皮筋(5—6条),打点计时器及电、纸带等教过程导入新课情景导入情境 1 如图所示,奥运会上,某射箭运动员拉弓射箭,箭在弹力作用下,获得很大速度射出去情境2 如下图所示,行驶中的汽车,因前方有路障而紧急刹车,汽车在阻力作用下逐渐停下以上两种情境有何共同特点?复习导入复习旧知：1重力做功与重力势能重力做功与路径无关重力势能是物体和地球这个系统所共有的,具有相对性重力做功等于重力势能增量的相反,即WG =-ΔEp=g1-g22弹力做功与弹性势能发生弹性形变的物体各部分之间存在弹性势能,和重力势能一样,弹性势能也具有相对性利用类比和无限分割再累积的方法可以推得弹性势能的表达式弹性势能的改变与弹力做功有关：W弹=-ΔEp=22212121kxkx力对物体做功与动能肯定有关系,而动能与速度直接对应,本节课我们探究功与速度变的关系问题导入“在很早的时候人们就认识到,要想使物体运动是要付出代价的”,在现实生活中我们也经常遇到这样的例子要想使汽车运动起是要消耗汽油的;要想使火箭获得一个很大的速度,从而飞向太空,这同样要消耗大量的燃料;要想使铅球、铁饼等物体获得初速度从而把它们投掷出去,这也需要运动员耗费大量的体力以上各种现象中,要使物体获得的速度越大,需要付出的代价也越高这说明了什么物问题推进新课一、探究的思路问题探究1阅读课文,说出该探究实验的目的、实验所需要的器材及实验的设计思路2课本中利用不同目的橡皮筋拉动小车做功,对此,你有何认识?怎样选择橡皮筋才尽可能减小误差?3实验时为何要平衡摩擦力?如何平衡?4实验中如何测定小车的速度?如何从纸带上分析出小车在通过B点时的速度?点评：探究习方式特别强调问题在习过程中的重要性强调通过问题进行习,把问题看作是习的动力、起点和贯穿于习过程的主线上述一连串的问题由易到难,由简到繁,由小到大,层层推进,通过问题的设置,引导生会思考分析,会发现问题、解决问题生活动带着问题阅读课文,思考、交流、解决问题,生代表发言师生互动生代表在回答问题过程中,教师给予评价、引导,使问题的答案准确、规范实验探究实验目的：(1)通过实验探究力对物体做的功与物体速度变的关系(2)体会探究的过程和所用的方法实验器材木板、小车、橡皮筋、打点计时器及电、纸带等设计思路如图所示(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Wv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Wv2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注意事项：1橡皮筋拉小车时的作用力是变力,我们不能求变力做功问题,但选用相同的橡皮筋,且伸长量都一样时,橡皮条目的关系就是做功多少的关系,因此,可以不需求出变力功的大小,就知道功的关系2市售的橡皮筋粗细不一,一致性差,弹力偏大不同的橡皮筋之间的弹力差异也较大,不能满足本实验的要求而且用至少4根以上时弹力过大,使打出的纸带点过少,以致找不出小车不受力匀速运动时所打出的点可选择服装中使用的多股橡皮筋的松紧带,要仔细地剪成单股3实验中的小车不可避免地要受摩擦力的作用,我们研究拉力对小车做功和速度的关系,应排除其他力的影响可将木板的一端稍垫高,轻推小车,观察小车是否做匀速运动,使重力的分力与摩擦力相平衡,消除摩擦力的影响4(1)用打点计时器测速度;(2)用频闪照相测速度;(3)用传感器借助计算机测速度由于实验器材和每次操作过程的分散性,尤其是橡皮筋不可能做到各条之间的长度、粗细完全一致,使得每次改变橡皮筋的条以后,纸带上反映小车匀速运动阶段的点,和这些点的位置不一定出现在事先设定的B点,可能在B点前后这是因为小车在几条橡皮筋拉动下运动至B点时,还可能受到其中某条橡皮筋的拉力因此对纸带上的点要进行分析,方法是比较B点之前及B点之后若干个相邻两点间的距离是否基本相同选择相邻距离基本相同的若干个点作为小车的匀速运动阶段,用这些点计算小车的速度二、操作的技巧教师活动：利用多媒体展示问题,让生思考、回答问题：1设想若不平衡摩擦,纸带上的点会是什么样的?平衡摩擦之后,做该实验纸带上的点又是什么样的?2纸带上的点距并不都是均匀的,应该选用哪些点距确定小车的速度?为什么?3在改变橡皮筋的条后,为什么要把小车拉到相同的位置释放?不这样做会出现什么现象?生活动分组讨论师生互动生发言,教师点评、总结明确1若不平衡摩擦,小车在开始时受橡皮筋的拈力和摩擦力拉力逐渐变小,摩擦力不变在两个力相等前做加速度越越小的加速运动,两力相等时速度达到最大之后两力的合力方向与速度方向相反,合力开始做负功,做加速度越越大的减速运动,当橡皮筋恢复原长后仅受摩擦力,做匀减速直线运动故纸带上的点是两头密、中间疏,几乎找不到间距相等的点平衡摩擦后,小车开始做加速度越越小的加速运动,橡皮筋恢复原长后做匀速直线运动,故点迹是开始密,越越疏,之后间距相等2由上述分析可知,平衡摩擦后,纸带上的点并不都是均匀的在小车做加速运动的过程中,橡皮筋还在继续对小车做功,恢复原长,做功完毕小车做匀速运动,因此我们要选择点距相等的点确定小车的速度具体做法测出点距相等的个点间的位移,v=Tn x )1( 3由上一节探究已经知道,弹簧或橡皮筋弹性势能为212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,这样橡皮筋的条与弹性势能成正比,使得做的功与橡皮筋的条成正比随着橡皮筋条的增多,做功分别为W 、2W 、3W ……若不严格拉至同一位置,就不满足上述情况,造成较大误差三、据的处教师活动：提出问题,让生思考,回答问题：1对于实验所得到的据,我们如何处?2描绘图象时我们应注意哪些问题?生分析、思考、回答师生互动生回答,教师点评,引导明确1将得到的一组(W,v)值描点于W-v 坐标平面内,从点的分布情况大致判断应该是什么样的曲线,然后分别试探画出W 与v 、W 与v 2、W 与v 3、W 与v 之间的图象因为直线关系最容易判断两个物量的关系,所以通过试探,找出哪一组是正比关系,最后确定功与速度的最终关系,也可借助计算机进行分析、整2据处同样体现了探究问题的思路,在Wv 坐标系中描绘出W 、v 的各对应点后,既要观察各点的位置关系,又要思考这些点之间应有的函关系由于实验误差,这些点的位置有可能表现为直线分布,也可能表现为曲线分布一般呈直线分布的原因是由于橡皮筋的拉力较大,小车的速度比较大,加之实验次少,所取的点也少,使W 、v 各对应点近似成线性分布可以从两方面解决在小车上加砝码,增大小车质量,使小车速度不致过快;另外在画图时加大纵坐标的单位长度从原点O 开始描绘图线也可以避免画成直线画图线时应画成平滑的曲线,不能连成折线;在画直线时应尽可能使点落在直线上,不能落在直线上的点应均匀分布在直线的两侧,如图甲、乙所示教师活动要求生根据实验的设计思路,归纳进行实验的步骤分小组进行实验,教师观看生实验,及时给予帮助或引导生活动归纳实验步骤,按步骤进行实验问题探究问题研究汽车的制动距离与车速的关系导思：汽车的制动性能，是衡量汽车性能的重要指标在一次汽车制动性能的测试中，司机踩下刹车闸，使汽车在阻力作用下逐渐停止运动下表中记录的是汽车由不同速率行驶时，制动后所经过的距离可以根据表中的据，分析以下问题：1为什么汽车的速率越大，制动的距离也越大？2让汽车载上3名乘客，再做同样的测试，结果发现制动距离加长了试分析原因3设汽车在以60 /的匀速率行驶的时候制动，在表中填上（没有乘客时的）制动距离的近似值试说明你分析的依据和过程你可以运用动能定列方程组解答，也可以通过分析表中的据，找出车速v跟制动距离的（比例）关系，从而求出当汽车速率为60 /时的制动距离探究：以汽车为研究对象在制动过程中，刹车产生的阻力对汽车做负功，汽车制动后的末速度是零假设汽车制动时的阻力不变，由动能定可知，汽车制动前的初速度（初动能）越大，制动时阻力做的功也越多，因而制动过程中经过的距离也越长汽车载客越多，汽车的动能越大因此，在制动过程中克服阻力做功越多，冲出的距离就越长当公路上行驶的车辆意外发生碰撞时，它们的损坏程度和事故的严重性跟碰撞前车辆的动能大小有关，而车辆的动能则取决于车辆的质量和速度的平方因此在公路上，尤其是在高速公路上，都有限制车速的标志货车、客车的质量较大，对它们速度大小的限制值要比轿车小一些如高速公路对中、重型车辆和客车的车速限制一般是100 /，对轿车一般是120 /有的汽车（如城市中的双层客车）在设计时厂家就把车速限制在70 /；当汽车速度高于70 /时，即使驾驶员踩油门，燃油系统也不会把燃油送到发动机中，直到汽车速度低于70 /，才会恢复供油例关于探究功与物体速度变的关系实验中,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值B每次实验中,橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致放小车的长木板应该尽量使其水平D先接通电,再让小车在橡皮筋的作用下弹出解析：本实验没有必要测出橡皮筋做的功到底是多少焦耳,只要测出以后各次实验时橡皮筋做的功是第一次实验时的多少倍就已经足够了,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各次实验时,橡皮筋做的功是第一次实验时的整倍,B错小车运动中会受到阻力,只有使木板倾斜到一定程度,才能减小误差错实验时,应该先接通电,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正确答案：D点评：做实验前,要先了解探究的内容、思路、方法,才能对实验中存在的问题进行正确处例2 某同在探究功与物体速度变的关系时得到了W与v的一组据,请你对这些据进行处,并确定W与v之间的关系解析：以W 为纵坐标,v 为横坐标,作出W-v 曲线以W 为纵坐标,v 2为横坐标,作出W-v 2曲线由图象可看出W∝v 2点评：用图象法分析两物量之间的关系,很直观,也很清晰[=LT1(3[=某同在探究功与物体速度变的关系实验中，设计了如图564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，使重物静止在靠近计时器的地方然后接通电，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5-6-5所示，O 点为计时器打下的第1个点该同对据进行了下列处取OA=AB=B ，并根据纸带算出了A 、B 、三点的速度分别为v A =012 /，v B =017 /，v=021/根据以上据你能否大致判断W∝v 2?解答：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 到的过程中，重力对重物所做的功为3W由计算可知，2A v =144×10-2 2/2，2B v =289×10-22/2，2C v =441×10-2 2/2，22A B v v ≈2，22A C v v ≈3，即2B v ≈22A v ，2C v ≈32A v 由以上据可以判定W∝v 2是正确的也可以根据W-v 2的曲线判断课堂训练1本节是一个探究性实验,探究的目的是（）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探究力对物体做的功与物体加速度变的关系D 探究力对物体做的功与物体速度变的关系答案：D2对于橡皮筋做的功说,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（）A 用同样的力对小车做功，让小车通过的距离依次为、2、3……进行第1次、第2次、第3次……实验时,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……实验时，力对小车做的功就是W 、2W 、3W……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 ，利用直尺测量小车在力作用下移动的距离，便可以求出每次实验中力对小车做的功，可控制为W 、2W 、3W……答案：3在本实验中，小车在运动中会受到阻力作用,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（） A 木板只要稍微倾斜一下即可，没有什么严格的要求B 木板的倾斜角度在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如果小车在滑行的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答案：B4在探究功与物体速度变的关系实验中作出Wv图象如图所示,符合实际的是（）答案：5在探究功与物体速度变关系的实验中，某同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( )A电的频率不稳定 B木板倾斜程度太大没有使木板倾斜或倾斜角太小 D小车受到的阻力较大答案：D课堂小结通过本节探究实验,我们会了一种巧妙的方法橡皮筋的弹力做功不便于用公式计算,然而改变橡皮筋的条,保持小车相同的运动距离,则弹力功的大小与橡皮筋的条成正比实验过程影响实验结果的原因主要是平衡摩擦是否恰当轻推小车,恰好做匀速直线运动才可以通过对据的处得知W∝v2布置作业1阅读教材中“做一做”,有条件的同可以在自家电脑上练习2尝试改进实验装置,说出你的实验原板书设计6 实验探究功与速度变的关系一、实验目的探究功与速度变的关系二、实验原橡皮筋拉小车做功,可用橡皮筋的条确定,小车获得的速度由打点计时器测出三、操作步骤(略)四、注意事项平衡摩擦力五、W∝v2活动与探究课题：人骑自行车在平直的路面上运动,当人停止蹬车后,车仍能继续向前运动探究外力对车做的功与车速度的关系探究方法：运动过程中受到的阻力可认为大小不变步骤：1使自行车获得某一速度后，停止蹬车，让自行车沿着平直路面前进，用停表测出自行车从停止蹬车到停止运动所用的时间，用皮尺测出自行车停止蹬车后运动的距离=f，自行车的初2设自行车无动力后受到的阻力为f，则这一过程阻力所做的功Wf速度v=2v=2/3重复实验步骤1可以得到多组和的值4通过作Wv图象或者计算的方法可以得到Wv的关系设计点评物是以观察和实验为基础的,本节就是一节探究实验课为了能使生在自己动手实验前能够明白实验的目的、设计思路及实验时应注意的事项,本教设计采用了问题探究式教由教师提出一串问题,生分组讨论、思考、解答,使生在交流和讨论中,借助集体的智慧提高了自身的素质问题由浅及深,层层推进,虽有一定的难度,但生稍加思考就能解决,在解决问题的过程中生就会产生自信心,乐于习。

高中物理人教版必修2实验：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”教案教学目标(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。

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。

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。

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。

教学过程设计(一) 教学流程图(1) 在试验中橡皮筋在哪个过程中对小车做功？教师活动课堂小结：师问：请同学们总结这节课你们学到了什么?学生总结后集体回答：1．功与速度变化的关系：当小车初速度为零时，力对小车做的功与速度的平方成正比。

2．探究问题的思路：课后探究1．除了用实验的方法验证外，能否用理论推导的方法来验证，如果可以，应如何验证？2．完成学案中的思考与探究。

板书设计实验：探究功与速度变化的关系1. 猜想：2. 实验方案的设计3. 实验操作技巧3.1 功的测定：相同橡皮筋、同一位置释放3.2 速度的测定：纸带或光电门3.3 平衡摩擦力：3.4 改进方案：气垫导轨、光电门4. 实验数据处理与结论4.1 处理方法：4.2 实验结论：外力对物体做的功与物体速度的平方成正比(0=v)，即2vW∝。

7.6实验：探究功与速度变化的关系优秀教案优秀教学设计高中物理必修2新课第七章： (2)

《探究功与速度变化的关系》教学设计三维目标知识与技能1．会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度．2．学习利用物理图象研究功与物体速度变化的关系．过程与方法1．通过纸带与打点计时器来探究功与速度的关系，体验探究过程和物理学的研究方法．2．在实际探究过程中如何解决变力做功问题，如何将复杂的问题简单化．情感、态度与价值观通过实验探究，体验探究的困难，享受成功的乐趣，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物体速度变化关系的物理方法，并会利用图象法处理数据．教学难点设计正确的探究方案；实验数据的处理方法；复杂问题的转化方法．教具准备长木板、橡皮筋(每组5根)、小车、电火花式打点计时器(带纸带、复写纸等)、电源插座、刻度尺、钉子(已安装)、坐标纸、多媒体辅助课件等．教学过程知识准备1．前面我们学过哪几种势能？(物体的重力势能和弹簧的弹性势能)2．它们的变化与什么有关？重力势能是由于物体被举高而具有的能量，它的变化与重力做功有关．弹性势能是存在于发生弹性形变的物体各部分之间，由于有弹力的相互作用而具有的能量，它的变化与弹力做功有关．3．本章的第二节学习了功的基本知识，知道功有两个要素：力和在力的方向上的位移．功的定义式：W＝F·l.引入新课下面请大家看一个关于射箭的视频，并研究一下力对物体做功与物体速度变化之间的关系．用同一张弓射箭，不同的人拉的幅度不同，产生的效果也不同，拉的幅度越大，弓对箭做功越多，射出的速度越大，射击的距离越远．显然力对物体做功越大，物体获得的速度越大．下面我们来看一个演示实验：介绍器材：橡皮筋、滑动小车、一块木板①橡皮筋一端固定在木板上，一端拉在小车上，把小车拉开一段距离释放，小车要前进一段距离．②如果把橡皮筋拉开较小距离，再释放小车，明显地可以看到：小车获得的速度比较小；如果用较大的力作用于车，前进较大的距离，获得较大的速度．从本实验可以看到：对小车做的功越多，车速度的变化就越大．这就是功与速度变化的定性关系．『师』刚才我们根据简单的实验现象，只能得到它们之间的最简单的定性关系．根据刚才的演示实验，猜想一下功和速度变化之间会不会就是这样一个最简单关系：是不是速度的变化与力对物体做的功成正比呢？『生』那不一定，有很多情形．例如：可能做功和速度的平方成正比，也有可能是与速度的三次方成正比，还有可能与速度的平方根成正比等等．『师』不错！理论和实践告诉我们仅仅知道定性关系是不够的．靠猜测两者的定量关系也是非常不严谨的．我们要选择出适当的实验器材，运用恰当的实验方法，通过更为精确的实验操作探究出功与速度变化的定量关系．进行新课今天我们的课题就是《探究功与速度变化的关系》．『师』要完成今天探究的目标，我们需要通过实验测量得到哪些物理量？『生』力对物体做的功和力对物体做功后物体对应的速度变化．『师』很好！一个个的来，第一步我们如何去测量力对物体做的功呢？『师提示』我们根据功的定义式不难想到：施加给物体一个恒定的并可以测量的力，使物体在这个力的作用下发生一段位移．这样就可以分别通过数据计算得出力对物体做的功和物体速度的变化．『生』我们在探究加速度与力、质量之间的关系那节课时，曾用过一套实验装置(课件展示)，可不可以用来完成今天的探究任务呢？『师』很不错！下面简单引导学生说明用此装置完成本实验的步骤和注意事项．『师』书上给我们提供的一套探究方法，其设计更为精妙，所涉及的探究内容更为丰富，更能激发我们探究的灵感，培养我们的探究能力大家看一下书上的实验所提供的实验器材．介绍实验中所用到的实验器材的作用．该实验研究对象是小车，探究的是橡皮筋对小车做功与小车速度变化的关系．用发生形变的橡皮筋拉着小车由一点释放．请看投影．『师』小车在木板上运动的过程中，哪一阶段橡皮筋对它做功呢？『生』橡皮筋对小车做功，在有力的作用时对小车做功，这一阶段橡皮筋从有形变到恢复原长．『师』我们看到橡皮筋恢复原长以后，就不再对小车施加拉力了．橡皮筋只有对小车有拉力作用时，它才能对小车做功，这个功能不能测量呢？『生』这个功不能直接测量，因为做功与力和位移有关系．位移可以通过刻度尺，从小车的起点到获得最大速度的位置能测量出来，但是橡皮筋的力跟它的伸长是有关系的，是个变力，其做功的数值不能直接测量或计算．『师』橡皮筋做的功是很难测量和计算．1．现在能否想到什么办法，避开功的计算，也不直接测量，而来探究功与速度变化之间的关系呢？2．假如我们有几根完全相同的橡皮筋，你有没有什么新的想法？(这里要注意学生可能的一个错误答案：拉开两倍的距离，认为做的功就是前者的两倍．简单说明中点拉开两倍距离，其他的点并不是两倍距离的关系．)『生』可以把两根橡皮筋并联起来拴到小车上，把小车拉到跟第一次一根橡皮筋同样的距离，还是由静止释放，那两根橡皮筋对小车做的功应该是一根橡皮筋对小车做的功的两倍．因为这两根橡皮筋完全相同，这样利用倍数关系，就避开功具体数值的计算，从而减少了麻烦．『师』很好！其实我们探究的也就是功与速度变化之间的比例关系，虽然这里变力的功无法计算，但是我们可以运用这种比例关系巧妙地避开功的计算和测量．这种探究思路在科学史上是有先例的．例如库仑在探究静电力的规律时，还没有电量的单位，无法表示出电量的大小．库仑就巧妙地利用平分电量法，列出比例关系，解决了这个问题，从而发现了库仑定律．橡皮筋做的功不便于测量计算，然而通过改变橡皮筋的条数，保持小车运动距离相同，则橡皮筋弹力做的功与橡皮筋的条数成正比．我们看投影上，l0是橡皮筋的自由长度，l1是橡皮筋的伸长量，A是起点，B是自由长度处．第一次把小车从A点释放运动到B点橡皮筋做的功记为W的话，第二次把两根橡皮筋并联拴到小车上，拉到A点释放，从A到B的过程中，对小车做的功是前一次的两倍．这个关系的前提条件是：两根橡皮筋是完全一样的．并且运动的起点是同一个起点．那我们如果并联3、4、5根拉到同一点释放，那么橡皮筋对小车做的功之比就是1∶2∶3∶4∶5.『师』我们解决了橡皮筋做功如何测量的问题，请思考下一个问题：小车在木板上的运动是什么性质的运动？同时展示自摄录像．『答』先加速再减速，先加速是因为橡皮筋伸长对小车有一拉力作用，迫使小车向前加速运动，等到橡皮筋恢复到原长以后，因为摩擦力的作用，小车开始减速．『师』我们要探究的是橡皮筋做的功与速度变化的关系，因为橡皮筋是从释放点到自由长度之间做功，思考一个问题：在这一过程中，引起小车速度发生变化的是否就仅有橡皮筋对小车做功？『生』不是，因为小车在木板上运动不可避免地受到摩擦力的作用，摩擦力要对小车做功，这样影响了我们探究橡皮筋做的功跟小车速度变化的关系了．课件显示小车所受力情况以及平衡摩擦力的原理『师』因为木板是水平的，拉力做了功，同时摩擦力也做功了，显然影响小车速度的是橡皮筋的弹力和摩擦力的合力．那我们应该思考怎么样消除摩擦力做功的影响．『生』可以把木板的一端垫高，形成一斜面，可以让小车重力沿斜面向下的分力和小车所受的摩擦力平衡．『师』我们把木板的一端垫起来，形成一个斜面，垫起的高度可以通过改变小木板与长木板的相对位置来增加或减少．如何检验摩擦力是否被平衡？轻推小车，观察是否在斜面上做匀速下滑，这样就可以检验摩擦力是否被平衡了．在重力沿斜面向下的分力和摩擦力平衡的情况下，小车就只受橡皮筋的弹力作用了．『师』刚才我们一起分析了橡皮筋所做功和小车的运动情况．下面来探究速度的变化．实验中保证每次小车都是从静止开始加速，小车经橡皮筋做功后的速度大小v就等于小车在这一过程中的速度变化Δv.『师』橡皮筋到自由长度B处的瞬时速度，如何测量呢？『生』因为小车在橡皮筋恢复原长以后做匀速直线运动，它到达B点恢复原长时的速度就是以后做匀速直线运动时的速度．我们可以用打点计时器打出纸带来测定小车在匀速直线运动阶段几个计时点之间的平均速度．我们把前面同学们的想法小结一下：首先我们平衡摩擦力，让一根橡皮筋拉动小车从某一点运动，测出小车经过自由长度处的速度，第二次用两根同样的橡皮筋，拉动小车从同一点处释放，再一次测出小车经过自由长度处的速度，依次用3根、4根、5根来重复上述步骤做这个实验，这样我们就可以通过实验探究得出功与速度变化的定量关系了．课件展示实验流程『师』测数据之前我们还应先做什么前期准备工作呢？『生』我们应该设计一些实验表格以便在实验中记录最初的实验数据．『师』很好！实验数据表格的设计可以不拘形式，只要能记录相关的实验数据即可．下面的表格中第一、第二列记录实验中的数据，正如前面的探究所预测，功并不一定和速度成简单的正比，所以为了探究功与速度变化的关系，请在实验完毕后计算出第三、第四列的数值．并在学案上的三幅坐标纸上作出你的探究图象，并初步作出定量判断.也可以和老师进行交流．学生分组实验，老师巡视、指导、解答学生提出的问题，处理偶发事件，尽可能保证每个组都能顺利完成实验，以便进行后面的数据处理．『实验完毕』请一组学生把他的数据填入实验过程中在黑板上画出来的表格中．『师』通过W-v实验数据我们大致可以发现，的确W增大，v也增大，好像是正比关系，这样的猜测自然不行，为了获知做功和速度之间的定量关系，我们该怎样进行数据处理呢？『师』把橡皮筋拉力的功作为纵坐标，小车的速度作为横坐标，拟合出功随速度变化的图象．图W-v的关系像是一条曲线，对于曲线所表示的关系，我们比较陌生，也就不容易判断．用速度的平方代替速度作为横坐标，或者用速度的三次方代替速度作为横坐标．发现功与速度的平方曲线近似是一条直线．这个图象说明了功与速度的平方成正比(W∝v2)．『师』同学们对得出这样的实验结论还有什么疑问？学生可能会说出很多实验中所不完善的地方．教师总结今天我们通过探究的方法研究了功与速度变化之间的关系，在这个实验中我们学会了功虽然不能测量，但是我们采用橡皮筋并联的方法照样能得到它们之间的关系．做实验是物理研究的一种重要方法，希望同学们不要因为做一次实验，就想一定得到一个规律，也不要因为做了一次实验，就想否定某一个物理规律．科学史上很多物理规律的得出都是科学家经过无数次的理论探究和实验探索，只有在实验结论与很多实际经验相符合时，才敢宣布他们的研究结论．就像今天我们的实验其实还有很多值得去探究的地方，就好比橡皮筋的选择，我在准备这节课的时候，到市场上买了很多种橡皮筋，做了很多次的尝试和计算，多次实验以后才选中同学们今天做实验用的这个细、均匀圆橡皮筋．其实我们的学习，需要大家敢于质疑，也需要同学们有持之以恒的毅力和不达目的不罢休的动力，才能到达成功的彼岸．几点思考得出今天这个结论的前提是物体运动的初速度为零．①如果初速度不为零，那么可能存在什么样的表达式呢？②初速度不为零，这个不为零的初速度又该怎样去测量呢？③本实验中我们未曾改变小车的质量，那么本实验中如果我们改变小车的质量又会出现什么样的情况呢？④本节课之初，我们想到的那一套实验器材，课后同学们有兴趣可以到实验室再来探究，结合我们脑中已有的知识再想想有没有改进的地方？教学反思新课程理念中有一点就是要充分调动学生自主探究的热情，引导学生沿着正确的思路去寻求解决疑惑的突破口，通过尽量精确的实验或者推理去解开疑惑，同时体验成功的乐趣，通过学习养成探究的精神，学会能将复杂问题分块分点的转化解决方法．这节课的重难点不是实验的结论，而是去体会和学会宏观把握、分块分点、逐步探究的过程．。

高中物理第7章第6节实验探讨功和速度转变的关系教案新人教版必修2

（3分钟）器的使用并且回答投影仪投影的问题。

生：先接通电源然后释放小车。

生：每隔打一个点，频率50Hz，周期是。

生：纸带上后面一段较均匀分布的，选几个点的长度与所需时间比值，具体做法：测出点距相等的n个点间的位移v=x/(n-1)T。

①打点计时器使用：是先释放小车后接通打点计时器电源还是先接通打点计时器电源在释放小车？②打点计时器每隔多长时间打一个点？③计算小车在橡皮筋作用下获得的速度在纸带怎么得到？经学过的内容。

活动6 （10分钟）各个小组依据分发下去的实验仪器进行实验，设计表格并记录数据。

（2014年枣庄市高三第三次调研考试实验题要求学生进行表格设计，测量数据不少于四组。

）指导学生进行实验。

在巡查的过程中解决学生遇到的问题，并且指导学生怎么解决实验过程中出现的操作问题。

培养学生动手操作能力，通过亲身体验，体会知识探秘的过程。

活动7 （3分钟）思考：能不能设计其他的方案来处理这一节的问题，课下设计探究功和速度变化的关系的实验方案。

点评在实验过程中表现突出的小组，要求将记录的数据保存好，课下思考：能不能通过实验得到的数据得到功和速度有什么关系？激发学生探究实验的乐趣，引发学生分析数据的兴趣。

活动8 （3分钟）各个小组思考并相互讨论，各小组提出自己的观点和见解。

点评学生上交的实验设计：①"探究加速度与力、质量的关系"的实验装置，也是课本实验方案一。

②验证“机械能守恒的装置”的实验装置。

③水平面弹簧弹力做功，让木块在水平地面上滑动。

鼓励学生要大胆去创新，敢于拓展自己的视野，培养敢于提出与别人不同见解发表自己看法的勇气。

活动9 （3分钟）各个小组组内交流，由各组选代表发言，根据不同的表现给予加分。

我们大家都动手进行了实验，现在我们要对得到的实验数据进行处理，了解功和速度的关系。

多媒体投影学生得到的几组数据。

问题：从数据上来看，功翻倍但是速度并不是翻倍关系，功和速度不是一次函数关系。

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

- 让每一个人同等地提高自我课时 24§实验：研究功和速度变化的关系概括 ( 介绍本课时内容在本章中的作用，主要学习内容，详细细化的三维学习目标，要点、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就)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密切关系，弹簧弹性势能和弹簧弹力做功有密切关系，已经初步建立了功是能量转变的量度的看法，既然力对物体所做的功与物体势能变化有密切关系，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" 研究功与物体速度变化的关系" 这节内容正所谓急学生所急，认识到功和速度变化的关系是为了下一节" 动能和动能定理" 的理论推导确立一个认识基础，也是对前方的理论知识学习的一个缓冲，学生能经过自己亲身领会研究功和能变化之间的关系，为此后功能关系的学习埋下一个伏笔，经过本节内容的教课，也能够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单在恒力做功的条件下成立，在变力做功的状况下也是成立的。

三维学习目标：一、知识与技术1、领悟研究功与物体速度变化关系的实验设计思路，经历研究学习的体验过程。

2、理解奇妙改变做功倍数的方法。

3、知道用小车做匀速运动阶段的数据来丈量速度比较合理。

4、能进行实验操作，会收集实验数据。

5、学会利用实验数据找寻w 与 v 的关系。

二、过程与方法1、能经过老师点拨修正好自己的实验设计思路。

2、能独立进行实验操作, 会收集实验数据。

3、能够从对实验数据进行剖析与办理中找寻功w 与速度变化v 的关系。

三、感情、态度与价值观1、体验研究过程中碰到的困难，享受研究过程带来的成功乐趣。

2、经过实验研究，领会学习的快乐，激发学习的兴趣。

3、经过亲身实践，建立“实践是查验真谛的独一标准”的科学观。

学习本节学生的优势和不足：本节课环绕实验设计、实验操作与实验数据办理三个环节指引学生睁开研究过程。

《探究功与物体速度变化的关系》教学设计

《探究功与物体速度变化的关系》教学设计（经典版）编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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高中物理第7章 6 实验：探究功与速度变化的关系教案新人教版必修2

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．W 2W 3W 4W 5Wvv2v3v3．逐一与W的一组数值对照，判断W与v、v2、v3、v…的可能关系或尝试着分别画出W 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：功W 0W 2W 3W 4W 5W 6W v/(m·s－1)0 1.00 1.41 1.73 2.00 2.24 2.45(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．W v/(m·s－1)v2/(m2·s－2)00010.800.642 1.10 1.213 1.28 1.644 1.53 2.345 1.76 3.106 1.89 3.57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。

2016-2017学年人教版必修二第七章实验：探究功与速度变化的关系学案2

学案7实验：探究功与速度变化的关系[学习目标定位]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.学习利用图象法研究功与物体速度变化的关系．一、分析与猜测1．通过研究重力做的功，我们确立了重力势能的表达式；通过分析弹力做的功，我们探究了弹性势能的表达式；那么，要研究了动能的变化，也要从力做功开始．2．物体在力的作用下通过一段位移时，力会对物体做功，物体的速度也会发生变化，所以二者之间存在联系．二、探究思路1．求出或表示出功的大小．2．确定不同功所对应的速度．3．寻找功与速度的定量关系.方案一1．原理由重物通过滑轮牵引小车，当小车的质量比重物大得多时，可以把重物所受的重力当做小车受到的牵引力．如图1所示．图1改变重物的质量或者改变小车运动的距离，也就改变了牵引力做的功，从而探究牵引力做的功与小车获得的速度间的关系．2．实验步骤(1)按如图1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高，让纸带穿过打点计时器连在小车后端，不挂重物，闭合电源，轻推小车，直到打点计时器在纸带上打出间隔均匀的点为止．(3)在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端、用细线绕过滑轮连接小车和钩码．(4)将小车停在打点计时器附近，先接通电源，再释放小车，关闭打点计时器电源． (5)改变钩码的数量，更换纸带重复4的操作． 3．数据处理(1)选取点迹清晰的纸带，选纸带上第一个点及距离第一个点较远的点，并依次标上0,1,2,3……(2)测出0到点1、点2、点3……的距离，即为对应的小车的位移x 1、x 2、x 3……，利用公式v n ＝x n ＋1－x n －12T求出点1、点2、点3…对应的瞬时速度v 1、v 2、v 3……(3)确定此纸带所挂的钩码的重力G ，利用W n ＝Gx n ，分别求出小车的位移为x 1、x 2、x 3……时牵引力所做的功W 1、W 2、W 3……(4)先对测量数据进行估算，或作W －v 草图，大致判断两个量可能的关系，如果认为是W ∝v 2或其他，然后以W 为纵坐标，v 2(或其它)为横坐标作图，从而判定结论． 4．注意事项(1)平衡摩擦力时，不挂重物，轻推小车后，小车能做匀速直线运动．(2)计算牵引力做功时，可以不必算出具体数值，只用位移的数值与符号G 的乘积表示即可．方案二 1．原理使小车在橡皮筋的作用下弹出，如图2所示．图2改变橡皮筋的条数，橡皮筋对小车做的功分别是一条橡皮筋做功时的相应倍数，测出小车被弹出后的速度，能够找到橡皮筋对小车做的功与小车速度的关系． 2．实验步骤(1)按如图2所示安装仪器． (2)平衡摩擦力．(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v 1，设此时橡皮筋弹力对小车做功为W ，并将测得的数据记入表格．(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v 2、v 3、v 4……，橡皮筋对小车做功分别为2W 、3W 、4W ……，将数据记入表格． 3．数据处理(1)速度数值的获得：实验获得的是如图3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间隔均匀的点A1、A3间的距离x，小车此时速度的表达式为v＝x2T，其中T是打点计时器的打点周期．图3(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.(3)逐一与WW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．4．注意事项(1)实验时选择粗细、形状、长度、材料完全相同的橡皮筋．(2)每次实验时都让小车从同一位置由静止释放，即保证每次实验中橡皮筋拉伸的长度都保持一致．(3)实验中不必测出功和速度的具体数值，只要测出以后各次实验时做的功是第一次实验时的多少倍即可．(4)平衡摩擦力时，不要拴橡皮筋，但应连着纸带且接通电源．(5)打出的纸带上的点间距并不都是均匀的，应选取点间距均匀部分来求小车的速度．一、借助变力做功探究功与速度变化的关系例1(1)用如图4(a)所示的仪器探究做功与速度变化的关系．实验步骤如下：①将木板固定有打点计时器的一端垫起适当高度，消除摩擦力的影响；②小车钩住一条橡皮筋，往后拉至某个位置，记录小车的位置；③先__________，后__________，小车拖动纸带，打点计时器打下一列点，断开电源；④改用同样的橡皮筋2条、3条……重复②、③的实验操作，每次操作一定要将小车________________________．(2)打点计时器所接交流电的频率为50 Hz，图(b)所示是四次实验打出的纸带．(a)(b)图4(3)根据纸带，完成下表尚未填入的数据.答案(1)③接通电源释放小车④从相同位置由静止释放(3)1.73 2.99橡皮筋做的功与速度的平方成正比二、借助恒力做功探究功与速度变化的关系例2某实验小组采用如图5所示的装置探究功与速度变化的关系，图中小车中可放置砝码，实验中，打点计时器的工作频率为50 Hz.图5(1)实验的部分步骤如下：①在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；②将小车停在打点计时器附近，______________，________________，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一系列点，______________；③改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复②的操作．(2)图6是钩码质量为0.03 kg 、砝码质量为0.02 kg 时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点O 及A 、B 、C 、D 、E 计数点，可获得各计数点到O 的距离x 及对应时刻小车的瞬时速度v ，请将C 点的测量结果填在表中的相应位置．图6纸带的测量结果(3)应采取的两项措施是：①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________. 解析 (1)将小车停在打点计时器附近后，需先接通电源，再释放小车，让其拖动纸带，待打点计时器在纸带上打下一系列点后，关闭打点计时器电源．(2)在验证C 点时，由题图可知，C 点与刻度尺上的6.18 cm(6.16～6.19 cm 均可)对齐，所以C 点距O 点的距离是x OC ＝5.18 cm(5.16～5.19 cm 均可)．从纸带上可知C 点的速度就是BD 段的平均速度，v C ＝7.15－3.200.08×10－2 m /s ≈0.49 m/s.(3)平衡摩擦力后，绳上的拉力就等于小车受到的合外力．当钩码的重力远小于小车及砝码的重力和时，绳上的拉力就近似等于钩码的重力．答案 (1)②先接通电源再释放小车关闭打点计时器电源 (2)5.18(5.16～5.19均可) 0.49 (3)①平衡摩擦力 ②钩码的重力远小于小车及砝码的重力和1．(借助变力做功探究功与速度的关系)某学习小组做“探究功与速度变化的关系”的实验如图7所示，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出的，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W.当用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(每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致)，每次实验中小车获得的速度根据打点计时器所打在纸带上的点进行计算．图7(1)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和________(选填“交流”或“直流”)电源．(2)实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡摩擦阻力，则下面操作正确的是()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(3)若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是()A．橡皮筋处于原长状态B．橡皮筋仍处于伸长状态C．小车在两个铁钉的连线处D．小车已过两个铁钉的连线(4)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(根据如图8所示的纸带回答)．图8答案(1)交流(2)D(3)B(4)GJ解析(1)打点计时器使用的是交流电源；(2)平衡摩擦力时，应将纸带穿过打点计时器，放开拖着纸带的小车，小车能够匀速下滑即可，故D正确；(3)放开小车后，小车做加速运动，当橡皮筋的拉力大小等于摩擦力大小时，小车的速度最大，此时橡皮筋仍处于伸长状态，B正确；(4)从纸带上看，纸带的GJ 段打点比较均匀，所以应选用纸带的GJ 段进行测量． 2．(借助恒力做功探究功与速度的关系)质量为1 kg 的重物自由下落，通过打点计时器在纸带上记录运动的过程，打点计时器所接电源为6 V 、50 Hz 的交流电源．如图9所示，纸带上O 点为重物自由下落时纸带打点的起点，选取的计数点A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 依次间隔一个点(图中未画出)，纸带上的数据表示各计数点与O 点间的距离．图9(1)求出B 、C 、D 、E 、F 各点对应的速度并填入下表.(2).图10(3)适当选择坐标轴，在图10中作出重物重力做的功与重物速度的平方之间的关系图象．图中纵坐标表示________，横坐标表示________，由图可得重力所做的功与________成________关系．(g 取9.8 m/s 2) 答案见解析解析 (1)由题意知v B ＝AC Δt ＝(125.4－31.4)×10－34×0.02 m /s ≈1.18 m/s ，同理v C ≈1.57 m /s ，v D ≈1.96 m/s ， v E ≈2.35 m /s ，v F ≈2.74 m/s. (2)重力做的功W B ＝mg ·OB ＝1×9.8×70.6×10－3 J ≈0.69 J ，同理W C≈1.23 J，W D≈1.92 J，W E≈2.76 J，W F≈3.76 J.(3)W G v2图象如图所示．图中纵坐标表示重力做的功W G，横坐标表示物体速度的平方v2；由图可得重力所做的功与物体速度的平方成正比关系．题组一借助变力做功探究功与速度的关系1．关于“探究功与速度变化的关系”实验，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．先接通打点计时器电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出答案 D解析本实验没有必要测出橡皮筋做的功到底是多少焦耳，只要测出以后各次实验时橡皮筋做的功是第一次实验时的多少倍就足够了，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各次实验时，橡皮筋做的功是第一次实验时的整数倍，B错；小车运动中会受到阻力，只有使长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．2．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()A．用同样的力对小车做功，让小车通过的距离依次为l、2l、3l……进行第1次、第2次、第3次……实验时，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……实验时，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，利用直尺测量小车在力作用下移动的距离l，便可以求出每次实验中力对小车做的功，可控制为W、2W、3W……答案 C解析在本实验中，并没有通过实验求功的大小，而是用几条相同的橡皮筋，保持拉伸的长度相同，每次选用不同的条数n，则此时橡皮筋对小车做的功就应该是一条橡皮筋做功的n 倍．所以正确选项是C.3．在探究功与速度变化的关系的实验中，某同学在一次实验中得到了一条如图1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()图1A．电源的频率不稳定B．木板的倾斜程度太大C．没有使木板倾斜或木板倾斜的程度太小D．小车受到的阻力较大答案CD解析电源频率不稳定的可能性不大，出现这一现象的原因是没有平衡阻力或平衡阻力不够，以致小车在橡皮筋作用下做加速运动，在橡皮筋恢复原长以后做减速运动，且受到的阻力较大．故选项C、D正确．4．某同学利用图2甲所示装置探究力对物体做的功与物体速度变化的关系，得到了下表的数据：图2(注：每条橡皮筋拉长的长度都一样)(1)由表可得出定性结论：________________________________________________.(2)设一条橡皮筋拉长到固定长度所做功为W0，大致画出橡皮筋所做的功W与小车速度v的图象．(画在图乙中)(3)根据以上的W v图象对W与v的关系作出初步判断：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(4)根据数据完成下表的空白部分：答案见解析解析每条橡皮筋拉长的长度都一样，一条橡皮筋拉长到固定长度所做的功为W0，由做功与拉长橡皮筋条数成正比得，第2、3、4、5次拉长橡皮筋做功应分别为3W0、4W0、5W0、7W0.(1)定性结论：橡皮筋做的功与小车获得的速度有关，并且做功越多，小车获得的速度越大．(2)W与v的图象如图所示．(3)W与v的图象很像抛物线，可能W∝v2.(4)如下表题组二 5．在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中(装置如图3)：图3(1)下列说法哪一项是正确的是( )A ．平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上B ．为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量C ．实验时，应使小车靠近打点计时器并由静止释放(2)图4是实验中获得的一条纸带的一部分，选取O 、A 、B 、C 计数点，已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz ，则打B 点时小车的瞬时速度大小为________ m/s(保留三位有效数字)．图4答案 (1)C (2)0.653解析平衡摩擦力的原理就是在没有拉力的情况下调整斜面倾角，使小车重力沿木板向下的分力平衡小车和纸带所受阻力，不应挂钩码，A 错；为减小系统误差应使钩码质量远小于小车质量，B 错；实验时使小车靠近打点计时器能充分利用纸带，由静止释放则测出的动能即等于该过程的动能变化量，便于利用实验数据进行探究，故选C.(2)据v B ＝x AC 2T＝0.653 m/s 可得打B 点时小车的瞬时速度．6．某实验小组的同学采用如图5所示的装置(实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面)用打点计时器得到一条纸带后，通过分析小车位移与速度变化的关系来研究合力对小车所做的功与速度变化的关系．图6是实验中得到的一条纸带，点O 为纸带上的起始点，A 、B 、C 是纸带上的三个连续的计数点，相邻两个计数点间均有4个点未画出，用刻度尺测得A 、B 、C 到O 的距离如图6所示．已知所用交变电源的频率为50 Hz ，则：图5图6(1)打B 点时，小车的瞬时速度v B ＝________m/s.(结果保留两位有效数字)(2)实验中，该小组的同学画出小车位移l 与速度v 的关系图象如图7所示．根据该图线形状，某同学对W 与v 的关系作出的猜想，肯定不正确．．．的是________．(填写选项字母代号)图7A ．W ∝v 2B ．W ∝vC ．W ∝1vD ．W ∝v 3(3)本实验中，若钩码下落高度为h 1时合力对小车所做的功为W 0，则当钩码下落h 2时，合力对小车所做的功为________．(用h 1、h 2、W 0表示)答案 (1)0.80 (2)BC (3)h 2h 1W 0 解析 (1)v B ＝AC 2T＝(25.01－9.01)×10－22×0.1m/s ＝0.80 m/s.(2)由题图知，位移与速度的关系图象很像抛物线，所以可能l ∝v 2或l ∝v 3，又因为W ＝Fl ，F 恒定不变，故W ∝v 2或W ∝v 3，A 、D 正确，B 、C 错误．(3)设合力为F ，由W 0＝Fh 1，得F ＝W 0h 1，所以当钩码下落h 2时W ＝Fh 2＝h 2h 1W 0. 7．某同学在探究功与速度变化的关系实验中，设计了如图8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电磁打点计时器．先用手提着纸带，使重物静止在靠近计时器的地方．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如下处理：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定W ∝v 2?图8答案见解析解析本题考查了实验探究的过程．设由O 到A 的过程中，重力对重物所做的功为W 0，那么由O 到B 过程中，重力对重物所做的功为2W 0，由O 到C 的过程中，重力对重物所做的功为3W 0.由计算可知，v 2A ＝1.44×10－2 m 2/s 2，v 2B ＝2.89×10－2 m 2/s 2，v 2C ＝4.41×10－2 m 2/s 2，v 2B v 2A ≈2，v 2C v 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图象来判定，如图所示．。

人教版高中物理必修二第七章第6节实验探究功与速度变化的关系教学设计

注意事项：
(1)让木板有一个微小的倾角；使重力沿斜面向下的分力等于阻力；轻推小车使之匀速运动。
(2)使橡皮条完全相同，且伸长量也一样。
(3)打点之间的距离先增大后不变，通过不变的点间距求末速度。
学生实验完毕后，指导学生进行数据处理。
问题：根据测出的数据，怎样预测功与速度的关系？（引导学生回答：用图像法处理实验数据，通过图像可以直观的看出物理量之间的关系）
用图象法研究功与速度的关系时怎样使研究过程简便直观？
观察w-v的曲线，有什么特点？
那会是什么关系呢？
抛物线是一条二次曲线，我们得到的曲线是不是二次曲线呢？必须经历验证。选取学生一组数据利用数表软件进行数据处理。做出w-v2的图像，并进行二次曲线拟合。
我们得到什么样的结论：
[板书]：W∝v2
小结：通过这节课的学习同学们有什么收获，都学到了什么？
外力做功与物体动能的关系
物体由于运动而具有的能量叫做动能（本章第一节）。与物体的速度有关系。（初中学过）
实验（测量出这两个量，建立关系）
思考：速度可以利用打点计时器来测。
功却不好测量。
学生交流讨论，设计基本方案（重力做功，绳的恒拉力做功，橡皮筋弹力做功……）
学生阐述自己的方案
由于初始速度为零，因此速度的变化量就等于末速度的大小。只需测量末速度的大小。
比如射箭，弓弦的弹力对箭做的功与箭获得的动能有怎样的关系呢？我们应该如何进行研究呢？
二、新课学习
首先我们要明确课题所要研究的对象。
两个物理量，功和动能
动能是什么？与什么因素有关？[板书：动能]
动能与物体的速度有密切的关系[板书：速度V]，力对物体做功可以引起物体速度的变化。那么我们就可以把我们研究的问题简单化，先来研究一下功与物体速度变化的关系。这也就是我们今天所要研究的问题。[板书]：探究功与速度变化的关系

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