探究功与物体速度变化的关系实验

《探究功与物体速度变化的关系实验》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、探究功与物体速度变化的关系新县高级中学物理组余海珠【实验目的】1、领会探究功与物体速度变化的关系实验的设计思路；明确用一个钩码对物体所做的功为单位简化问题的思想方法；知道利用小车做匀变速运动测量速度的方法。2、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、让学生经历自主探究、合作学习的情感体验。【重点难点】重点：实验方案的设计与筛选难点：通过对实验数据的分析得出功与物体速度变化的关系【实验器材】小车（前端带小钩，选择有轮缘的轮子，以尽可能保证小车作直线运动），用铝合金轨道做成的斜轨道，电火花计时器及纸带，相同砝码五个。【教学过程】一、课题的

2、引入师：我们已经成功地建立了重力势能的概念，知道了重力的功与重力势能间的关系，也探究了弹性势能的表达式，知道了弹力的功与弹性势能间的关系。那么，力对物体所做的功与物体的动能间又存在着什么关系呢？生：（进行议论）师：足球射门中，运动员射箭时，足球与箭的都获得了动能。据测算，足球射门时，其速度最大可达到100m/s左右，这些动能是从哪里来的？外力的功会引起物体动能的变化。功与物体动能的变化量间又存在着什么关系呢？生：（进行议论）师：我们知道，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所受力的功有关。那么，功与物体速度的变化间又存在着怎样的关系呢？师：探究功与物体速度变化的

3、关系时可以采用什么方法？今天，我们通过实验的方法来探究功与物体速度变化的关系。二、实验方案的设计与选择师：我们应该采用什么实验方案进行探究呢？请同学们先设计一个合适的实验方案。　　4说明：（稍顷）让学生交流所设计的实验方案（指定几名学生在黑板上画出，其余学生在草稿纸上画，教师选择在巡回指导中注意到若干典型的设计方案在投影仪上打出）。师：同学们提出了许多实验方案，我们应选用什么方案比较好呢？请同学们认真考虑一下，利用实验探究功与物体速度变化的关系时需要测量哪些物理量？生：测量力对物体所做的功及力对做了这个功后物体运动的速度。师：在实验探究中应如何对物体做功？又应该怎么表示每次做功的大

4、小呢？分组讨论：（引导学生在讨论中明确）既可以考虑用恒力做功，也可以用变力做功。若用恒力做功，譬如，用如图3所示的砝码盘牵引着小车做实验，可以通过改变砝码盘的质量的方法来改变功的大小，用W=FS表示功的大小，并引导学生思考怎样在实验中具体地测出功。引导学生思考：能否设计一个实验来探究变力的功与物体速度变化的关系？说明：引导学生回忆马拉车时的情景，我们是否能够设计一个实验来研究功与物体速度变化的关系？学生分析讨论后得出:可以考虑用教材中图7.6-1所示的方法进行实验（教师出示图2所示的实验器材，它由教材中图7.6-1所示所用的实验改进而成，因为直接采用教材中的实验装置很难进行实际操作

5、），通过每次增加一个钩码的方法来改变功的大小。师：那么，物体运动的速度应怎么测量呢？分组讨论：（教师引导学生讨论）学生很容易想到用打点计时器，也可以考虑用气垫导轨配套的光电门测量速度，或用红外线传感器直接测量物体的速度。　　师：我们应该选用什么方法测量物体运动的速度比较好呢？分组讨论：（教师引导学生通过讨论选定采用的方案）采用各种方法时各有什么优缺点？根据现有的实验条件，选择什么方案好呢？说明：在用各种不同的方法测量小车的速度时，教师应引导学生明确：首先要通过各种途径了解实验的原理。让学生认识到，实验的目的不仅仅是为了动手实验，更是为了通过不断地动脑和不断地解决问题的过程中提高分析

6、问题和解决问题的能力。实验的价值也体现在这里。师：在设计实验方案时，要根据实验目的与现有的实验条件进行选择，当利弊共存时，要辩证地选择合适的方案，而不是一味地追求所谓的精确。师：（在学生通过充分地思考与讨论形成较为清晰的思路的基础上，与学生约定）今天，我们就利用教材中的实验方案进行实验探究。那么，我们在实验探究前首先要明确哪些内容呢？师生互动：（教师组织学生进行交流）学生通过讨论后认为进行实验前首先要解决的问题有：（1）实验中需要首先解决哪几个关键的问题？（2）实验装置应怎么组装？（3）实验的程序？（4）怎样进行实验数据的采集、分析与处理？4说明：教师引导学生展开进一步地思考与讨论

7、，并通过班集体的交流中明确对策的同时，教师适时地在黑板上写出点睛式的板书：（1）钩码的选择：相等质量（2）功的确定：绳拉力的功用W=FL公式计算,保持小车相同的运动距离，则弹力做功的大小与拉力成正比。依次增加砝码的个数，各次实验中绳拉力对小车做的的功可以用的倍数来表达。（3）绳拉力的功是不是就是我们所探究的问题中的那个功呢？不是，因为实验中除了绳拉力做功，还有摩擦力做功，摩擦力若忽略不计，将影响实验的精度。（4）如何消除摩擦力的影响呢？使轨道倾斜一个合适的角度，让重力