高中人教版 (新课标)6.实验：探究功与速度变化的关系学案设计

7.6《实验：探究功与速度变化的关系》导学案

【学习目标】

1．通过实验，探究功与物体速度变化的关系．

2．了解探究功与物体速度变化关系的思路．

3．学习利用图象法处理实验数据

【重点难点】

探究功与物体速度变化的物理方法和思维过程

【学法指导】

认真阅读教材，体会实验的物理方法，体会实验数据的处理方法。

【知识链接】

1．外力对物体做正功时物体的动能怎样变化？

2．外力对物体做负功时物体的动能怎样变化？

【学习过程】

一、实验原理

如图所示，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，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1次的2倍、3倍……如果把第1次实验时橡皮筋的功记为W，以后各次的功就是2W、3W ……

    由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由打点计时器打出的纸带测出，这样进行若干次测量，就得到若干组功和速度的数据．[来源:学&科&网Z&X&X&K]

二、实验步骤

1．按上图组装好实验仪器，由于小车在运动中会受到阻力，把木板略微倾斜，作为补偿．

2．先用一条橡皮筋进行实验，把橡皮筋拉伸一定长度，理清纸带，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2次、第3次··…实验，每次实验中橡皮筋拉伸的长度都相同．

4．由纸带算出小车获得的速度，把各次实验获得的速度依次记人设计的表格中．

5．对观测数据进行估计，大致判断两个量可能的关系，然后以W为纵坐标，以v（v2、v3）为横坐标作图．

三、实验数据处理

在处理数据的时候，如果作出的功—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系，即W-v；如果不是直线，就需要根据测得的速度分别按v2、v3、……算出相应的功的值，实际测得的速度与哪一种最接近，它们之间就是哪一种关系．

【训练测试】

1．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s、2s、3s……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．利用弹簧称测量对小车的拉力F，利用直尺测量小车在力作用下移动的距离s，便可以求出每次实验中力对小车做的功，可控制为W、2W、3W……

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，哪一个是符合实际的(　　)

3． 某实验小组采用如图所示装置探究橡皮筋弹力功与速度的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行．实验中木板略微倾斜，这样做(　　)

A．是为了使释放小车后，小车能匀加速下滑

B．是为了增大小车下滑的加速度

C．可使得橡皮筋做的功等于合外力对小车做的功[来源:Zxxk.Com]

D．可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动

4．如图所示为探究力对物体做功与速度的关系的装置图，在实验中每次橡皮筋的拉伸长度都保持不变，这样每次皮筋(　　)

A．做的功一样

B．每条橡皮筋产生的弹性势能相同

C．产生的动能相同[来源:Zxxk.Com]

D．产生的重力势能相同

【参考答案】[来源:学科网]

1．答案：C

解析：实际操作第一次用一根橡皮筋，以后各次分别用2根、3根、…且每次拉到同样的长度，即能得到W、2W、3W、…的功．

2．答案：C[来源:学§科§网]

3．答案：CD

4．答案：B

解析：实验中每次橡皮筋的条数不同，所以对小车做的功不同，小车产生的动能不同，所以B项正确．

【学习反思】

利用图象法处理实验数据有什么优点？