探究功与速度变化的关系-高中物理课件

第六节：探究功与速度变化的关系问题1：到现在为止，我们已经定量研究了哪几种能量？它们与对应力的功有什么关系？它们都是怎样得出表达式的？重力势能重力做功WG＝EP1－EP2弹力做功弹性势能WF＝EP1－EP2问题2:动能是与物体___________有关的能量。即与物体的___________有关，速度的变化又与它的受力有关，按照我们已经使用过的研究思路，要得出动能的表达式，必然也是通过探究___________得出。因此可以通过实验探究功与___________的关系，希望由此找到动能表达式的线索。运动速度力的功速度变化弹性势能重力势能动能重力做功弹力做功外力做功速度WG＝EP1－EP2WF＝EP1－EP2学习目标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。【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一：提出预案设计出一个实验方案，能够探究合力的功与物体速度变化的关系，先说需要什么器材，再说明怎样安装器材。方案1：方案2：二：确定方案主要从合理性、科学性、可行性等方面进行分析,经过讨论、归纳、整理选出实验方案。方案2：实验目的：通过实验探究橡皮筋对小车做功与小车速度的关系实验器材：橡皮筋、小车、木板、打点计时器、纸带、铁钉等橡皮筋小车打点计时器纸带木板铁钉三：实验探究探究的思路1、测量橡皮筋对小车做的功W2、测量由于橡皮筋做功而使小车获得的速度v3、数据处理，寻找W与v的关系探究1：测量橡皮筋对小车做的功W（1）探究过程中，我们是否需要测出橡皮筋做功的具体数值？可以怎么做？不需要设法让橡皮筋每次对小车做的功分别为W、2W、3W……（2）每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要求？为什么？相同因为只有第二次用两条完全相同的橡皮筋，并联起来栓到小车上拉小车，且使每条橡皮筋的伸长都和第一次的伸长量一样，拉力做的功才为2W。依次类推，并联三条、四条……橡皮筋，且拉伸的长度都一样，做的功为3W、4W……（3）小车在木板上运动时还会受到什么力?可以采用什么方法进行补偿？小车还会受到摩擦阻力将平板安装有打点计时器的一端适当垫高，调整高度，直至轻推小车后使小车恰能在板上做匀速直线运动为止。探究2：测量由于橡皮筋做功而使小车获得的速度v（1）是否需要测出各次小车速度的具体数值？小车获得的速度怎样计算？需要利用打点计时器打出的纸带,根据位移与时间的关系式：x=vt可求出小车的速度。（2）纸带上的点距并不都是均匀的，应该采用哪些点距来计算小车的速度？为什么？取点迹清晰且间距均匀的部分，在橡皮筋的弹力消失后，小车的运动是匀速运动。探究3：数据处理，寻找W与v的关系实验完毕后，我们用什么方法分析橡皮筋对小车做的功和小车速度的关系？为什么？方法一：计算法方法二：图像法比较麻烦简便直观，可以减少偶然误差参考实验步骤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……5、对测量数据进行估算，大致判断两个量可能的关系，然后以W为纵坐标，v，v2（或其它）为横坐标作图。处理数据1、采集橡皮条分别为一根、两根……、六根时的数据（匀速运动阶段，例如在0.1s内的位移），记在自己设计的表格中。2、记录数据的方式示例W/×WJX/×10-2mv/（m/s）V2/（m2/s2）V3/（m3/s3）V1/2次方V1/3次方0018.00211.00312.80415.30517.60618.90W/×WJX/×10-2mv/（m/s）V2/（m2/s2）V3/（m3/s3）V1/2次方V1/3次方00000180.80.640.8942111.11.211.049312.81.281.6381.131415.31.532.3411.237517.61.763.0981.327618.91.893.5721.375Wv/(m/s)1234560.801.101.281.531.761.89W-v图00为什么图象会通过原点?数据处理W-v2图Wv2/(m2·s-2)0010.6421.2131.6442.3453.1063.57结论：表明在物体初速度为零时W与v2成正比结论橡皮筋的弹力对小车做的功，与速度的平方成正比注：这里的弹力就是物体受到的合外力因为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。拓展：如果小车的初速度不为零，功与速度之间应该有什么样的关系？知识总结：1、利用纸带与打点计时器，来探究功与物体速度变化的关系，经历了知识的探究过程。2、学习了物理学的研究方法――倍增法，并会利用图像法处理数据。【夯实基础】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D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D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.小车的质量ABD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C5.实验中我们应测量小车的什么速度（）A、平均速度B、加速阶段的平均速度C、任一点的瞬时速度D、匀速阶段的瞬时速度D课后思考：如果物体的初速度不为零，功与速度变化的关系又是怎样的呢？你能运用已学的知识，通过理论推导的方法，得出功与速度变化的关系来吗？