探究做功与速度的关系
7.6探究功与速度变化的关系
• • • •
1．探究的问题 通过实验探究力(合力)对物体做的功与物体速度变化的关系． 2．合理推测 若作用于物体上的合力不为零，产生加速度，若初速度为零， 则物体前进距离越大，做的功越多，物体获得的( 速度越大） • 3．设计实验 • (1)实验装置：见图7—6—1 • (2)功的得出：小车在同样的1条、2条、3条…橡皮筋的作 、 、 … 用下弹出，橡皮筋对小车做的功分别为( 1W、2W、3W… )
• (3)打点计时器打出的纸带上相邻各点的间距并不均匀， 应选 （ ） 纸带来计算小 一段点间距均匀 车的速度，因这一小段是橡皮筋对小车做功完毕时的情形 (小车速度也可借助光电门来测量)． • 5．数据处理，得出结论 • 先对测量数据进行估计，或者作出 ( W－v草图 )大 － 草图 致判断两个量可能是什么关系．若认为W∝v2，就对每个 速度值算出它的 ( 二次方 )，作出W－v2图象，若是直 线，说明 ( W∝v2 ) . ∝ • 结论：通过作图发现W－v2图象近似是 ( 直线 ) ，说 W∝v2 ) . ∝ 明(
7.6探究功和速度变化的关系 探究功和速度变化的关系
探究功与物体速度变化的关系
定性:在物体质量一定的前提下： 对物体做的功越多，物体的速度 变化就越大。
情景导入
实 验： 探 究 做 功 与 小 车 速 度 变 化 的 关 系
实验目的： 实验目的：通过实验探究橡皮筋对小 车做功与小车速度变化的关系 实验器材：橡皮筋（ 实验器材：橡皮筋（6根）、小车、砝码、 ）、小车、砝码、 小车 木板、打点计时器、铁钉、 木板、打点计时器、铁钉、刻度尺等 打点计时器 小车 铁钉 木板 纸带 橡皮筋
探 究的 思 路
1、橡皮筋做的功 、
问题：①橡皮筋做功是恒力做功还是变力做功？ ②如何改变橡皮筋做的功？
6 实验：探究功与速度变化的关系
即力对原来静止的物体做的功与物体获
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度变化的关系
)
2、在探究功与物体速度变化的关系实验中作出W －v图象如图所示，符合实际的是（ ）
二、采集数据 生成结论
实验 次数 1 2 3 4 5 6 橡皮筋 做的功 W 2W 3W 4W 5W 6W 匀速运动时的速度
v
0.232 0.321 0.417 0.469 0.529 0.571
v
2
v
3
v
0.481664 0.566569 0.645755 0.684836 0.727324 0.755645
6 实验：探究功与速度变化 的关系
一、探究目的
探究合力做功与速度变化的关系，初速 度为零，实验转化为探究合力做功与末速度 的关系。
引导： 1.用什么实验器材测量速度？怎么测？
2.测量功需要测什么物理量，用什么实验 器材测量，怎么测？
方案一：
打点计时器
小车
铁钉
纸带
橡皮筋
木板
通过每次增加一根橡皮筋的方法表示功的大小。
ＣWWWW NhomakorabeaO
v
O
v B
O
v C
O
v D
A
3、关于功与物体速度变化的关系，你的探究结 论是（ ）
Ｂ
A. C.
W v
B.
3
W v2
W v
W v
D.
4、关于探究功与物体速度变化的关系实验中，下列 叙述正确的是( D ) A、每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的 具体数值
探究功与速度的关系导学案2
高一物理《7.6实验：探究功与速度变化的关系》导学案No.26编写人：靳大鹏审核人：高一物理组编写时间：2011-5-10【学习目标】1.知道探究活动须测定功与速度这两个物理量.2.领会教科书中所给的实验方案.3.知道实验方案中改变弹力做功大小与橡皮筋的条数成正比的方法.4.体会以一根橡皮筋所做的功为单位来简化问题的思想方法.5.知道实验方案中平衡摩擦力的方法.6.知道当小车做匀速运动时进行速度测量更合理.7.知道力对物体做功与物体速度变化的关系.【重点难点】1.、体会从寻找W-v的关系转向寻找W-v2关系所蕴含的思想和方法.2、根据所学知识设计实验方案，并对不同的实验方案作出评价和选择.【知识链接】1.本节探究的目的是研究外力对物体________与物体_________关系.2.本节实验并不需要测量橡皮筋做的功到底是多少焦耳，只是测出以后各次实验橡皮筋做的功是第一次实验时的，这样做可以大大简化操作.3.橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由和___________来测量，当然也可采用其他方法.打出的纸带上的点分布有________特点.4.小车在运动过程中要受到摩擦阻力，类似于前面研究物体的加速度与力和质量的关系的实验，可以使木板_________来平衡小车受到的摩擦阻力.5.本实验用到的器材：平板、小车、、钉子、______、纸带.【问题探究】我们在选取橡皮筋时应该注意什么？我们怎样来选择纸带上的点来确定小车的速度？你能不能说出本实验中平衡摩擦力的原理？1.本探究实验中的重要方法及技巧（1）研究两个物理量的比例关系是探究两个量数量关系的重要方法，研究比例关系可以为实验测量提供很大的方便和可能.例如，一根橡皮条对小车做的功是很难确定的，如果改用两根橡皮条在完全相同的情况下做的功的具体数值仍是很难确定的.但是，若以一根橡皮条对小车做的功为功的单位W，两根橡皮条做的功无疑是2W，这是何等巧妙！（2）将问题转化为简化实验过程：探究的任务是外力对物体做的总功与速度变化的关系.本实验总是让小车从静止开始运动，使测定两个速度（初速度和末速度）的问题转化为测定一个末态速度的问题，非常有利于操作和数据处理发现规律（也有不足之处）.（3）设法减小实验误差：实验误差的大小直接关系着探究工作是否成功，是否能正确地建立变量之间的关系，揭示事物的本质.本实验注重了两个方面：①平衡小车在木板上运动的摩擦力保证小车脱离橡皮条后做匀速运动；②在纸带上选取点迹清楚、间距均匀的部分计算小车的速度.（4）利用物理图象，适当地进行坐标交换，探索物理量之间的关系.2.橡皮筋的选取本实验采用橡皮筋对小车做功，用一条橡皮筋时做功为W，用两条橡皮筋时做功为2W，依次类推，这样我们可以用W的倍数来表示功，这种方法巧妙地避开了计算变力弹力所做的功.尽管在实验中，我们尽量使各橡皮筋的原长和伸长量相同，以保证各橡皮筋对小车所做的功相同，但是，若准备的橡皮筋规格不相同，同样会给实验带来很大的误差，所以选择橡皮筋时应注意几点：（1）所选用的橡皮筋劲度系数不宜过大，以免条数较多时弹力过大，打出的纸带点数过少，不宜求小车的速度.（2）橡皮筋的材料要相同.（3）橡皮筋的粗细要均匀.3.平衡摩擦力为了克服摩擦力，可以把木板一端垫高，使小车重力沿板斜向下的分力与摩擦力平衡.检查是否平衡时，可以把小车放到木板上，轻推一下小车，观察小车是否做匀速运动.4.利用纸带求小车的速度打点计时器打出的纸带上的点的分布并不均匀，点之间的距离呈现开始较小，而后逐渐增大，最后基本相同的特点.我们求速度时，应选用分布均匀的那些点进行计算，说明这时小车已经匀速运动了.【典型例题】应用点一：通过打点计时器测速度例1：如图7-6-1为探究功与物体速度变化关系过程得出的一条纸带.（1）应选哪些点距进行测量？（2）怎样根据测得数据确定小车的速度？解析：（1）C、D间距最大，最大速度点一定在C、D之间；（2）在可测量的点中，C点的速度最接近最大速度，可测量的最短时间就是t CD.答案：（1）选用CD段，（2）v=L CD/t CD思维总结：（1）橡皮筋做功过程结束时对应小车速度最大的状态.（2）小车速度最大的点附近打点间距最大.（3）某点附近很短时间内的平均速度近似等于该点的瞬时速度.（4）在打点纸带上，被测量的时间间隔是一个打点间隔.应用点二：探究思路的迁移例2: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7-6-3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∝v2？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的过程中，重力对第 1 页共2 页。
功与速度变化的关系的实验报告(完整版)
功与速度变化的关系的实验报告一、实验目的1.领会探究实验的设计思路2.能进行实验操作，会采集实验数据3.通过实验数据处理找出W—V 的关系二、实验仪器打点计时器及纸带、轨道及小车、重物及细线、学生电源三、实验原理通过打点计时器测出小车受牵引力滑动时在某点的位移和速度，分别计算出牵引力做的功W和小车在对应点拥有的速度，然后做出W—V2图，得到W—V的关系。
四、注意事项1.小车在没有受牵引力时能在轨道上做匀速直线运动2.计算速度时选取纸带上合适的点3.打点计时器的周期为0.02s，使用的是6—9V的交流电4.减少操作失误和注意用电安全五、实验步骤1.如课本案例一样式，在老师的指导下将实验装置正确摆放2.接通电源，使打点计时器工作3.释放小车，得到小纸带上的数据4.取下纸带，进行数据记录5.清理实验台，按要求放好实验器材六、数据记录表一：探究功与速度变化关系的数据记录T=0.02s m=50g两点间的距离L（mm）每一小段的加速度a（m/s2）各个点的速度v（m/s）各个点速度的平方v^2（（m/s）2）以A为原点时力F做的功W（J）AB 18.5 2.500 A 0.9000 0.8100 0BC 19.5 0.375 B 0.9500 0.9025 0.017622 CD 18.8 0.250 C 0.9575 0.9168 0.018601 DE 19.7 1.750 D 0.9625 0.9264 0.018748 EF 20.2 1.875 E 0.9975 0.9950 0.018846 FG 21.2 2.750 F 1.0350 1.0712 0.019531 GH 22.4 2.00 G 1.0900 1.1881 0.020265 HI 22.8 0.750 H 1.1300 1.2769 0.021342 IJ 23.0 1.750 I 1.1450 1.3110 0.022125 JK 24.2 1.500 J 1.1800 1.3924 0.022419 KL 24.2 1.250 K 1.2100 1.4641 0.023104 LM 25.2 2.500 L 1.2350 1.5252 0.023692 MN 26.2 2.750 M 1.2850 1.6512 0.024181 NO 27.4 N 1.3400 1.7956 0.02516（说明：在这里为什么求了a，因为这个实验的实验结果直接受a的影响，a又由F和M决定，这里的F是砝码的重力mg，M包括纸带、小车、砝码、绳子等重力，广义上还可以将摩擦力概括进来，但是由于已经用斜坡将接触面摩擦阻力基本消除，当然存在误差，但是这个误差都可以放到a里面来处理掉。
黄山中学高一物理资料—探究功和速度变化的关系
参考学案利用EXCLE记录实验数据
五、数据处理
法一：计算法
法二：图像法
五、成果展示、误差分析
请小组选派一名代表，展示本小组的研究成果。
六、实验结论
力对物体做的功和物体速度变化的二次方成正比关系。
七、学习体会 通过这节课的学习，你学到了什么？
黄山中学物理组
一、设计实验方案 实验目的：探究功和速度变化的关系。
选择一个合适的运动进行研究 明确要研究哪个力做功与速度变化的关系
利用什么器材可以测出功和速度变化
参考案例
二、实验器材
小车、橡皮筋、导轨、光电门
光电门 橡皮筋 皮筋对小车做的功
能确定小车做功的具体值吗？ 是否只有测出橡皮筋做功的具体值才能研究功和速度变化的关系？
2、小车速度的变化
怎样才能得到由于橡皮筋做功而使小车获得的速度？
平衡摩擦力
FN
f
G
四、实验过程
注意事项： 1、平衡摩擦力。
2、采用规格相同的橡皮筋，且每次从同一位置释放小车。
3、橡皮筋的形变量不宜过大。
4、保证小车从静止释放，测出橡皮筋恢复原长后的速度，即
为由于橡皮筋做功而使小车获得的速度。
四、实验过程
研究物体的功与速度之间的关系
研究物体的功与速度之间的关系物体的功与速度之间的关系是物理学中一个重要的研究课题。
在研究中，我们发现功与速度之间存在着密切的关联，而理解和掌握这种关系对于解释和预测物体的运动和变化具有重要意义。
首先，让我们来了解一下功的概念。
功是指力在物体上产生的作用。
当一个力作用于物体上，使物体发生位移时，力所做的功就等于力与位移的乘积。
功的计算公式为：功 = 力 ×位移× cosθ，其中θ代表力和位移之间的夹角。
而速度则是物体在单位时间内所经过的位移。
物体的速度可以用以下公式计算：速度 = 位移 ÷时间。
通过速度我们可以了解物体的运动状态，包括速度的大小和方向。
接下来，我们来探讨物体的功与速度之间的关系。
根据功的定义，可以得知功正比于力和位移的乘积。
因此，当力不变时，功与位移成正比。
也就是说，当一个物体受到的作用力不变时，它所得到的功与它的位移成正比，位移越大，所做的功越大。
而速度则是位移和时间的比值。
当一个物体的速度增加时，它的位移也会相应地增加，因为它在单位时间内所经过的位移变大。
根据功正比于位移，我们可以推断出，当物体的速度增加时，它所做的功也会相应地增加。
然而，需要注意的是，虽然速度的增加会导致物体所做的功增加，但速度并不是唯一影响功的因素。
夹角θ也在一定程度上影响着功的大小。
当力的方向与位移方向相同时，夹角θ为0°，此时cosθ等于1，物体所做的功最大。
而当力的方向与位移方向垂直时，夹角θ为90°，此时cosθ等于0，物体所做的功为0。
因此，对于相同的速度变化，当力的方向与位移方向相同时，物体所做的功最大。
综上所述，物体的功与速度之间存在着密切的关系。
速度的增加会导致物体所做的功增加，但不能忽视力的方向与位移方向的夹角对功的影响。
因此，在研究物体的功与速度之间的关系时，我们需要综合考虑速度的变化和力的方向。
在实际应用中，我们可以利用功和速度之间的关系来解释许多现象。
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
实验报告探究功与速度变化的关系
实验报告探究功与速度变化的关系WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】第6节实验：探究功与速度变化的关系一、实验目的1．通过实验探究力对物体做的功与物体速度变化的关系．2．体会探究的过程和所用的方法二、实验原理1．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．2．探究的思路(1)要探究功与物体速度变化的关系，就要改变力对物体做的功，测出力对物体做不同功时物体的速度．(2)为简化实验，可将物体初速度设置为零，利用如图7－6－2所示的装置进行实验，通过橡皮筋来对小车做功W，通过打点计时器在纸带上打出的点测量小车获得的速度v，然后分析功W与速度v的关系．三、实验器材木板、小车、橡皮筋、打点计时器(电火花打点计时器)、电源、纸带等．四、实验步骤1．按装置图安装好实验器材．2．平衡摩擦力：将木板固定，打点计时器的一端稍微垫高，使小车能牵引纸带在木板上做匀速运动．3．先用一条橡皮筋做实验，用打点计时器打出的纸带测出小车前端通过两铁钉连线时小车的速度v1，设此时橡皮筋对小车做功为W1，将数据记入表格，用标尺记录小车的初始位置．4．改用2条、3条、4条……橡皮筋重复上述实验，让小车开始位置相同，每次橡皮筋拉开的长度相同，记录橡皮筋做功2W、3W、4W……情况下小车获得的速度v2、v3、v4…….W v/m·s－1v2/m2·s－21234565．分析数据，研究W与v的关系五、数据的处理用图象法处理实验数据我们可根据实验测得的数据，分别作出W—v曲线、W—v2曲线、W—v3曲线……哪一种图象更接近于过原点的倾斜直线，功与速度之间就是哪一种正比关系．用图象法处理数据，要比计算法更简捷更直观．六、实验中需注意的事项1.适度平衡小车受到的摩擦力;2.每次实验小车都要从同一位置由静止开始运动;3.应选择粗细均匀,一致性好的橡皮筋;4.橡皮筋的拉伸长度要适度;5.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.七、误差分析八、实验结论无论是通过计算法还是作图法都可以得出力对物体做的功与物体速度的正比的结论，即W∝ .。
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
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
人 教 版 物 理 必 修 2
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
人 教 版 物 理 必 修 2
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
探究合力做功与物体速度变化的关系
实验台上有：
小车、轨道、 5根相同的橡皮绳、光电门
探究合力做功与速度变化的关系
问题1：怎样使用橡皮绳对小车做功呢？
问题2：橡皮绳拉小车的力是小车受到的合力吗？ 如果不是，怎样才能保证这个力是合力？
抬高轨道一端，平衡小车受到的摩擦力
问题3：怎样判断你已经平衡了摩擦力？
问题4：橡皮绳拉力做功的大小知道吗？
动手实验— 用5根橡皮绳找W和与之对应的V
实验前调整轨道的高度平衡摩擦力 每次保证在同一位置释放小车 将光电门测得的时间记录到book1上 求出小车的速度（遮光片的宽度0.01m）
n
T(ms) V(m/s) W
1Байду номын сангаас
1
2
2
3
3
4
4
5
5
问题7：W与V的大小是什么关系呢？
变力做功的情况下，探究结论：
W
v2
功与速度的平方成正比
无论是恒力做功，还是变力做功， 合力的功与速度的平方成正比
科学探究的过程:
提出问题
设计方案
进行实验
得出结论
修正猜想
数据分析
课外活动：
如果只有一根橡皮绳，那如何设计探究方案呢？
信息速递：
光电门主要由光 源与光敏管组成。光 源射出的光使光敏管 感光。当滑块经过时， 其上的遮光条把光遮 住，与光敏管相连的 电子电路自动记录遮 光时间，如果知道遮 光条的宽度，就可以 近似算出滑块的瞬时 速度。
W
v2
功与速度的平方成正比
问题8：设计一个方案，探究在恒力做 功的情况下功与速度变化的关系？
光电门
小车
重物
重物下落h， 记重力做功1W，小车的速度v1
探究功与物体速度变化的关系
探 究 功 与 速 度 变 化 的 关 系
操作要点 ● 功的测量
相同橡皮筋并联：W, 2W, 3W „„
●
速度的测量
数据处理
探 究 功 与 速 度 变 化 的 关 系
实验数据处理
Excel表格数据处理
橡皮筋对小 车做的功 (×W) 挡光板 挡光时间 小车获得的速度 宽度d △t V=d/△t（m/s) （m） （×10-3s）
a
2.00
1.50 1.00 0.50
0
F
2F 3F 4F
F
操作要点 ● 功的测量
“探究加速度与作用力、质量的关系实验” 带来的启示
a
2.00
1.50 1.00 0.50
0
0.30 0.40 2F 3F 4F 0.10 F 0.20
F
探 究 功 与 速 度 变 化 的 关 系
操作要点 ● 功的测量
相同橡皮筋并联：W, 2W, 3W „„
注意事项
1、平衡阻力
探 究 功 与 速 度 变 化 的 关 系
实验数据处理
图像法
作出W-V图像，分析W与V的关系。
化曲为直
探 究 功 与 速 度 变 化 的 关 系
实验数据处理
Excel表格数据处理
橡皮筋对小 车做的功 (×W) 挡光板 挡光时间 小车获得的速度 宽度d △t V=d/△t（m/s) （m） （×10-3s）
4.语言的精炼。
5.猜想：图像像什么图线？？ 一次，二次，三次 很有可能是二次方， 6.平衡摩擦力。
7.三种方案的选择，要充分说明
“探究加速度与作用力、质量的关系实验” 带来的启示
a
2.00
1.50 1.00 0.50
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。
探究功与物体速度变化的关系
探究功与物体速度变化的关系引言在物理学中，功（Work）是描述力对物体产生影响的量。
而物体的速度则是描述物体在一定时间内所运动的距离与时间的比值。
本文将探讨功与物体速度变化之间的关系，并通过实例和公式进行具体分析。
功的定义功是描述力对物体产生影响的量，定义为力在物体上的作用点的位移与力的方向之间的乘积。
即：\[ W = \vec{F} \cdot \vec{s} \cdot \cos \theta \]其中，W表示功，$\\vec{F}$ 表示作用力，$\\vec{s}$ 表示物体位移，$\\theta$ 表示力和位移之间的夹角。
关系根据功的定义可知，当作用力的方向与物体的位移方向一致时，功为正；当作用力的方向与物体的位移方向相反时，功为负；当作用力垂直于物体的位移方向时，功为零。
在物理学中，物体的速度变化（加速度）与所受的力有着密切的关系。
根据牛顿第二定律可知，加速度与所受的合外力成正比。
作用在物体上的力越大，加速度也就越大。
而根据功的定义，功和力之间的关系是乘积关系。
因此，可以推断出功与物体速度变化之间存在一定的关系。
实例分析下面通过两个实例来探究功与物体速度变化的关系。
实例一：推动物体的运动假设有一个质量为m的物体静止在光滑的水平面上，施加一个恒力F在该物体上，使其运动。
根据牛顿第二定律，物体的加速度可以表示为 $a =\\frac{F}{m}$。
根据功的定义，推动物体的功可以表示为 $W = F \\cdot s \\cdot \\cos\\theta$，其中s表示物体的位移，$\\theta$ 表示力和位移之间的夹角。
由于物体是在光滑水平面上运动，力和位移之间的夹角为零，即 $\\cos\\theta = 1$。
因此，推动物体的功可以简化为 $W = F \\cdot s$。
由于物体的加速度为常数a，利用物理学中的运动学公式v2=u2+2as（其中v表示物体的最终速度，u表示物体的初始速度），可以得到物体的最终速度为$v = \\sqrt{2as}$。
7.6探究功与速度变化的关系
随堂练习
2.实验时，拖着纸带的小车在橡皮筋的作用下由
静止运动到板底端，在此过程中，打点计时器
在纸带上打出的点距情况是（ C ）
A.始终是均匀的
B.先减小后增大
C.先增大后减小
D.先增大后不变
随堂练习
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，中间疏.出现这种情 况的原因可能是（C ） A.电源的频率不稳定 B.木板倾斜程度太大 C.没有使木板倾斜或倾斜角太小 D.小车受到的阻力较大
实验 橡皮筋 位移 时间间隔 匀速运动时的速度 t /s v /(m/s) 次数 做的功 l /m 1 W 2 2W 3W 3 弹力做功刚完毕 4W 4 时小车的速度 5W 5 用什么方法 处理数据比 较直观?
数据处理
W W 1 0 1 2 2 3 3 4 5 4 6 v /(m/s) v /(m/s) 0.80 0 0.80 1.10 1.10 1.28
解决方案
第一次用一条橡皮筋拉小车 做功W
第二次用两条完全相同的橡皮 筋并联起来栓到小车上拉小车， 且使每条橡皮筋的伸长都和第 一次的伸长量一样
做功2W
依次类推，并联三条、四条……橡皮筋，且拉伸的 长度都一样，做的功为3W、4W……
思考2
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？
平衡摩擦力时，可使木板略微倾斜，作为补偿
D)
D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可
随堂练习
6.关于探究功与物体速度变化的关系实验中，下 列叙述正确的是（ D）
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
《探究功与速度变化的关系》教学设计
一
、
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 ， 过 实 验 探究 通
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
（ ） 图像法 处理 数据并 寻 找规律 的技 能 。 ２用
（ ） 过实 验探 究 ， 识功 与 物 体速 度 变化 ３通 认
的关 系 。
２ 过 程 与 方 法
教 师 ： 对 物体做 功和 速度变 化 有什 么样 的 力 关 系呢 ？ 引导 学生 回想 刚才 的 演示 实验 ， 怎样 可 以增 大 乒乓球 离开 弹 弓时 的速度 ？ 学生： 使劲 拉橡 皮筋 ， 大弹 力 ， 增 这样 在 恢复 原状 时橡 皮筋 的弹力 对乒 乓球 做 的功就会 越 多 ，
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 。
果物 体是 由静 止开始 运动 ， 就可 以简 化为 探究 功
与速 度 的关 系 。
２ 猜 想假定 ．
（ ）通过 亲 身 实践 ， 立 “ 践 是 检 验 真 理 ２ 树 实
Ｔｅ ｃ ｉ ｇ ａ ｈｎ
３ 设 计 实 验 ．
方案。 教师 说 明 为使 研究 更 能 说 明 问题 ， 用 变 选
教师 ： 要获得 做功 与物 体速度 变化 的定 量 关
系 ， 以通 过实 验来 研 究 ， 么 在 实验 中需 要 测 可 那 量哪些 物理 量 ， 何测 量 ？ 如 学生： 思考并 回答 ：
试验报告探究功与速度变化的关系
试验报告探究功与速度变化的关系实验原理：功是描述力对物体运动的影响的物理量，主要取决于力的大小和物体的位移。
功=力×位移×cosθ，其中θ为力的方向与物体运动方向之间的夹角。
速度是描述物体运动快慢的物理量，是位移随时间的变化率。
根据功的计算公式，可以推导出功与速度的关系：功=力×位移×cosθ=力×速度×时间×cosθ=力×速度×cosθ×时间=动能变化=1/2mv²-1/2mu²，其中m为质量，v为最终速度，u为初始速度。
可见，功与速度的关系是非线性的，功随速度的平方变化。
实验步骤：1.准备一段光滑的直线轨道，轨道两端分别固定一个弹簧弹出的（即力的大小与伸长量成正比）小物块。
2.将一个小物块放在轨道上，使其始终保持静止。
3.缓慢将另一个小物块推向静止的小物块，使其通过碰撞将被推的小物块推向前方。
4.观察并记录被推小物块的速度和位移，利用公式计算功。
5.重复上述步骤，但通过调节推动小物块的初速度，探究不同速度下功的变化。
实验结果与分析：通过多次重复实验，并计算不同速度下的功。
发现在速度增加的过程中，功的值呈现出非线性的增加趋势，其增加率逐渐减小。
实验结果证明了功与速度的平方成正比的关系。
根据实验结果可以得出结论：当速度增加时，功的值增加，但增加率逐渐减小。
实验误差分析：1.实验中存在一定的摩擦力，摩擦力对力的大小和方向产生了影响，可能会对实验结果产生一定的误差。
2.实验中的材料和设备的质量差异可能会对结果产生影响，如弹簧的弹性系数、小物块的质量等。
3.在实验过程中，由于实验者的操作不精确，以及观测仪器的误差，也可能会对结果产生一定误差。
改进方法：1.减小摩擦力对实验的影响，可以在轨道表面涂抹一层光滑剂。
2.选用质量较为均匀的小物块，并进行精确测量。
3.提高实验者的操作技术，减小人为误差。
功率和速度的关系公式
功率和速度的关系公式
功率是力与速度的乘积，公式为：P=FV。
(v的单位:m/s)。
功率与力的关系：当速度一定时，功率与力成正比。
功率与速度的关系：当力一定时功率与速度成正比。
根据公式P=Fv：
1、当功率P一定时，F与v成反比，即做功的力越大，其速度就越小。
当交通工具的功率一定时，要增大牵引力，就要减小速度。
所以汽车上坡时，司机用换档的办法减小速度来得到较大的牵引力。
2、当速度v一定时，P与F成正比，即做功的力越大，它的功率就越大。
汽车从平路到上坡时，若要保持速率不变，必须加大油门，增大发动机功率来得到较大的牵引力。
3、当力F一定时，功率P与速度v成正比，即速度越大，功率越大。
起重机吊起同一物体时以不同的速度匀速上升，输出功率不等，速度越大起重机输出的功率越大。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
探究做功与速度的关系
一、实验题（本大题共3小题，共0分）
1.某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验，如图所示．图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出，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，使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由打点计时器所打的纸带测出．
（1）除了图中己有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和 电源（填“交流”或“直流”）
（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掉摩擦阻力，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
（3）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（根据下面所示的纸带回答）．
2.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，小车在橡皮条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）适当垫高木板是为了_______________________________________。
（2）通过纸带求小车速度时，应使用纸带的_______________（填“全部”、“前面部分”、“后面部分”）。
（3）若实验作了n 次，所用橡皮条分别为1根、2根……n 根，通过纸带求出小车的速度分别为1v 、
2v ……n v ，用W 表示橡皮条对小车所做的功，作出的2v W 图象是一条过坐标原点的直线，这说明W 与
v 的关系是_______________。
3.如图所示，是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，图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出，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.
（1）除了图中的已给出的实验器材外，还需要的器材有 ； (填“秒表”、“天平”或“刻度尺”)
（2）实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动，应采取的措施是 ； （3）每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用下
打点计时器
小车
纸带
橡皮筋
· ·
图纸带的 部分进行测量；
（4）下面是本实验的数据记录表，请将第2次、第3次……实验中橡皮筋做的功填写在 对应的位置；
（5）从理论上讲，橡皮筋做的功W n 和物体速度v n 变化的关系应是
W n ∝ . 请你运用数据表中测定的数据在下图所示的坐标系中作出相应的图象验证理论的正确性；
二、填空题（本大题共1小题，每小题0分，共0分）
4.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，小车在橡皮条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器的纸带，记录共运动情况．观察发现纸带前面部分点迹疏密不匀，后面部分点迹比较均匀，回答下列问题：
（1）适当垫高木板是为了____________;
（2）通过纸带求小车速度时，应使用纸带的________________(填“全部”、“前面部分”或“后面部分”) ; （3）若实验作了n 次，所用橡皮条分别为1根、2根……n 根，通过纸带求出小车的速度分别为v 1、v 2……v n ，
用W 表示橡皮条对小车所做的功，作出的W —v 2
图线是一条过坐标原点的直线，这说明W 与v 的关系是____________．
三、多选题（本大题共1小题，共0分）
5.某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关系” 实验，装置如图。
图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出，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，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致，则橡皮筋对小车做的功可分别记做W 、2W 、3W ……；每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出，几位同学根据测定的数据在坐
橡皮筋做的功 10个间隔的距离S （m ） 10个间隔的时间T （s ） 小车获得的速度v n （m/s ） 小车速度的平方v n 2（m/s ）2 1 W 0.200 0.2 2 0.280 0.2 3 0.300 0.2 4 0.400 0.2 5 0.450 0.2
标系中作出相应的图象，其中能准确反映橡皮筋对小车做的功与小车速度之间关系的是
探究做功与速度的关系答案解析
一、实验题
1.交流、 D 、 AC D GK
2.⑴ 平衡摩擦力 ⑵ 后面部分 ⑶2
kv w
3.（1）刻度尺;
（2）把木板的末端垫起适当高度以平衡摩擦力 （3）点距均匀的EF （4）2W 、3W 、4W 、5W （5）v 2；
图像如图，坐标轴没有标物理量及无单 位；图线没有画到整个坐标纸上等错误 扣5分。
图线不是直线全扣。
二、填空题
4. (1).平衡摩擦力 （2）.后面部分 （3）W ∝
v 2
三、多选题 5.B。