探究功与速度变化的关系教学设计教案

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1、.  教学准备1.  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。2、过程与方法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。3、情感态度与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。2.  教学重点/难点教学重点：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。3.  教学用具多媒体、板书4

2、.  标签  教学过程一、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．二、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．三、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.四、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

3、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．五、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

4、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＝2T(x)，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．..六、误差分析1．误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋的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可能没有平衡摩擦力或摩擦力平衡得不合适．3．利用纸带确定物体的速度时，测量不准也会带来误差．七、注意事项1．平衡摩擦力的方法：

5、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．实验探究一、实验原理及注意事项..例：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．

6、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________(选填“全部”“前面部分”或“后面部分”)．（3）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…vn，用W表示橡皮筋对小车所做的功，作出的Wv2图线是一条过坐标原点的直线，这说明W与v的关系是____________________________________.【解析

7、】　（1）为使橡皮筋对小车做的功等于合力对小车做的功，需利用小车重力沿木板方向的分力平衡摩擦力．（2）实验中需要求橡皮筋做功后小车获得的速度，所以应用纸带的后面部分．（3）“过原点的直线”意味着纵横坐标轴对应的两个量成正比关系．【答案】　（1）平衡摩擦力（2）后面部分　（3）W与速度v的平方成正比实验探究二、图象法处理实验数据例：在“探究功与速度变化的关系”实验中得到甲、乙两组数据(说明：小车质量为300 g，小车受力的位移为19 cm，使用的橡皮筋由1根增至6根，每次增加1根)：试根据以下数据分别在图中画出Wv图、Wv2图．..由

8、此可得出结论：_______________________________.【解析】　分析数据描点可作图(如图甲、乙所示)：..由此可得出结论：外力做的功与速度的平方成正比．【答案】　见解析规律总结1．用