探究功与速度变化的关系导学案.doc

《探究功与速度变化的关系》导学案

学习目标：
1.会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度；
2.会利用物理图像探究功与物体速度变化的关系；
3.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。
重点：变力做功的处理，利用图像处理数据
难点：变力做功的处理，利用图像处理数据，创新思维的培养
学习方法：教师点拨引导，学生自主讨论、合作；师生、生生互动探究
学习过程：
活动一、观看视频，思考并回答问题
1.是什么改变物体运动速度？
2.外力做功与物体速度的变化可能有什么样的关系呢？
活到二、师生互动探究功与物体速度变化的关系
1.探究思路
问题（一）：
1.外力如何对物体做功？又如何改变每次做功的大小呢？
2.橡皮筋对小车做的功如何测量？
3.那探究过程我们是否需要测出橡皮筋做功的具体数值？
4.每次实验对橡皮筋的长度有什么要求？
总结：如果一条橡皮筋对小车做功为W，则两条橡皮筋做功为2W，三条为3W，依次类推，每次做功都可以用W的倍数来表达。这种处理方法，把不便于用公式计算的弹力做功转换为比值代替，是一种很好的思维方法，其精妙之处在于巧妙的回避了功的测量（倍增法）。
问题（二）：应如何来测量物体的速度呢？
探究思路：通过增加橡皮筋的条数改变橡皮筋对小车做的功，再通过打点计时器和纸带来测量每次实验后小车的末速度（小车初速度设置为零），得出若干组功与速度变化关系的数据。
2.探究方案

器材：
3.探究过程
活动三：归纳实验步骤,进行实验探究
1.按图装好实验器材，把木板稍微倾斜，平衡阻力；
2.先用一条橡皮筋做实验，把橡皮筋拉长到一定的位置，理好纸带，接通电源，释放小车；
3.换用纸带，改用2条、3条……同样的橡皮筋进行实验，保持每次实验中橡皮筋拉长的长度相同；
4.由纸带算出小车获得的速度，把小车第一次获得的功计为W，第2次，第3次……计为2W，3W ……
填表：
橡皮筋条数
0
1
2
3
4
力对小车做功
0
W
2W
3W
4 W
小车速度

4.数据处理（做图像）

实验结论：
（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）
5.误差分析：
6.探究拓展
活动四：除了以上探究方案外，还有哪些探究方案？

三、课堂反思与总结
请同学们自己总结通过这节探究课你都学到了什么？提高了什么？领悟了什么？
1.知识内容：
2.过程与方法：
3.情感态度与价值观：
课后探究：
1.如果物体初速度不为零，外力做功与速度变化的关系又怎样？

2.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变化的关系。请写出探究思路、所需器材、测量数据和探究结果。

典例探究
例1. 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（ ）
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
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数倍,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,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.
答案：D
例2.某同学在探究功与物体速度变化的关系时得到了W与v的一组数据,请你对这些数据进行处理,并确定W与v之间的关系.
W
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
v/(m·s-1)
0.00
0.80
1.10
1.28
1.53
1.76
1.89
v2
0.00
0.64
1.21
1.64
2.34
3.10
3.57
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,v2为横坐标,作出W-v2曲线. 由图象可看出:W∝v2.

质能达标训练

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
C.探究力对物体做的功与物体加速度变化的关系
D.探究力对物体做的功与物体速度变化的关系
2.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( )
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
3.在“探究功与物体速度变化的关系”实验时，以下应保持不变的是（ ）
A.每次实验把橡皮筋拉伸的长度 B.橡皮筋的规格
C.橡皮筋的根数 D.下车的质量
4. 在“探究功与物体速度变化的关系”实验中，小车会受到阻力，可以使木板倾斜作为补偿，则下面操作正确的是（ ）
A.使拖着纸带的小车由静止释放，下车不下滑即可
B. 使拖着纸带的小车由静止释放，下车下滑即可
C.沿木板向下推拖着纸带的小车，放手后打点计时器在纸上打下的点距均匀即可
D.以上说法都不对
5. 在“探究功与物体速度变化的关系”实验中，下列叙述正确的是（ ）
A.先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出
B.放小车的长坂应该尽量使其水平
C.每次实验时，橡皮筋拉伸的长度可以不一致
D.每次实验时，可以不求出橡皮筋对小车做功的具体数值
6.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……
7.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( )
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
1.D 2.D 3.ABD 4.C 5.AD 6.C 7.CD