高中物理 7.6探究功与物体速度变化的关系教案02 新人教版必修2

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1、物理必修2人教新课标7.6探究功与物体速度变化的关系教案一、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．学习利用物体图像探究功与物体速度变化的关系。2、过程与方法1．通过用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．实际探究过程中如何把变力做功这个问题解决。3、情感、态度与价值观1．体验探究的困难，享受成功的乐趣。2．通过试验探究，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。二、教学重点学习探究功与速度变

2、化关系的物理方法，并会利用图像法处理数据。三、教学难点1．试验数据的处理方法——图像法。2．复杂问题的转化方法。四、课时安排2课时五、教学过程新课导入：通过前面的学习，我们知道，功是能量变化的量度，一个力做功对应着某种能量形式的变化，这个力做了多少功就对应着有多少相应能量的变化；重力做功对应着重力势能的改变、弹力做功对应着弹性势能的改变。并且由此我们也能够确立重力势能与弹性势能的表达式。大家都知道，物体的动能与它的速度是密切相关的，而物体速度的变化又与它受的力有关，那么，为了探究物体做的功与动能的关系，我们

3、这节课首先通过实验探究力对物体做的功与物体速度变化的关系。一．探究思路见课本第17页图5.6-1，小车在橡皮筋的作用下弹出，沿长木板运动。橡皮筋提供做功的力，实验中橡皮筋拉力做功，改变橡皮筋的条数就可以改变力做的功。打点计时器的作用是记录小车运动的速度的变化情况，小车的运动信息可以用刻度尺测量后分析得出。这个实验就是要探究橡皮筋做功与小车运动速度变化之间的关系。问题1：实验中需要用到什么仪器？（长木板、橡皮筋、小车、打点计时器、纸带、复写纸、电源、导线、刻度尺、木板、钉子）问题2：这个实验要测量的数据有哪些

4、？（橡皮筋做的功和纸带上的点距）问题3：橡皮筋对物体的作用力是变力，并且它的变化情况和弹簧不一定一样，怎样测量橡皮筋对物体做功的功呢？（橡皮筋做的功很难测量）猜想：能不能不测量这个物理量呢？1．复杂问题的转化这里，我们并不需要测出橡皮筋做功的具体数值，只要测出以后各次实验时橡皮筋做功是第一次实验时的多少倍。这对于本实验已经足够了，这样做大大地简化了操作。具体操作如下：实验时，假如一条橡皮筋拉到某个位置释放对小车做的功为W，第二次、第三次……实验时，用完全相同的橡皮筋拉到与第一次相同的位置释放（保持橡皮筋拉伸

5、的长度都一样），那么第二次、第三次……实验中橡皮筋对小车做的功就是第一次做的功的两倍、三倍……以后各次橡皮筋做的功就是2W、3W……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，这样进行若干次（6次）测量，就得到若干组功和速度的数据。2．橡皮筋的选择（1）各次实验用到的若干条橡皮筋必须完全一样。一般市场上买的橡皮筋粗细不能很好的保持一样，不能保证每次实验它们对小车的弹力在相同形变量情况下都相同。（2）一般的橡皮筋太粗，弹力太大，以至于用很少的橡皮筋就使小车获得了很大的速度，不利于长度的测量和速

6、度的计算。（3）建议：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。这样能减小实验误差，使实验能够顺利地进行。二．实验步骤（参考）1．按图装好实验器材，由于小车在运动过程中会受到阻力，可以把长木板略微倾斜，用以平衡摩擦力。2．先用一条橡皮筋进行实验，把橡皮筋拉伸到一定的长度，接好纸带、接通电源、放开小车。3．换用纸带，改用2条、3条……同样的橡皮筋进行第二次、第三次……实验，每次实验中橡皮筋拉伸长度都相同。4．由纸带算出小车获得的速度，把第一次实验获得的功计为W，第二次、第三次……计为W的几倍值。

7、5．对测量数据进行估计，大致判断两个量可能的关系。三．操作的技巧问题1：小车在运动过程中会受到阻力，可以把长木板略微倾斜，用以平衡摩擦力。那么木板应该倾斜到什么程度？（把小车静止放在长木板上，轻推小车，小车可以做匀速直线运动为标准）问题2：纸带上的点距并不都是均匀的。应该选用哪些点来确定小车的速度？为什么？（当平衡摩擦力之后，在有橡皮筋作用的过程中点距仍然是不均匀的，那是因为这个过程中弹力做功的原因，当弹力不做功时，也就是橡皮筋恢复原长之后。这时候在纸带上打的点就是均匀的了，这时候利用两点之间的距离和两点之

8、间的时间就可以求出小车的末速度）问题3：小车的初速度是多少？（每次实验都是从静止开始，所以小车的初速度为0）四．数据的记录（参考表格）W/J/（m•s-1）/（m•s-2）/（m•s-3）/（m•s-1/2）123456注意：实验表格的设计可以不拘形式，只要能记录相关的实验数据就行，不可强求千篇一律。五.数据的处理（图象处理）假设：1.作出的功—速度曲线是一条直线，表明橡皮筋做的功与小车获得的速度的关系是正比例关