第6节探究功与物体速度变化的关系学案 教学目标: 1、会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度 2、学习利用物理图象探究功与物体速度变化的关系 教学重点: 学习探究功与速度变化关系的物理方法,并会利用图象法处理数据。 教学难点: 实验数据的处理方法一一图象法。 情景导学 前面几节课研究了重力做功与重力势能的关系,从而确立了重力势能的表达式。探究了弹力 做功与弹性势能的关系,从而确立了弹性势能的表达式。这一节和下一节我们来探究功与物 体动能的关系 发现探索: 1、阅读教材“探究的思路”部分,提出问题: (1)探究过程中,我们是否需要测出橡皮筋做功的具体数值?是否需要测出各次小车速度的 具体数值?可以怎么做? (2)每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要求?为什么? (3)小车获得的速度怎样计算? (4)实验完毕后,我们用什么方法分析橡皮筋对小车作的功和小车速度的关系? 2、学生分组实验,并思考下面的问题: (1)小车在木板上运动时会受到阻力,可以采用什么方法进行补偿? (2)纸带上的点距并不都是均匀的,应该采用那些点距来计算小车的速度?为什么? 3、问题:根据测出的数据,怎样预测功与速度的关系?用图象法研究功与速度的关系时怎样 使研究过程简便直观? 总结:用图象法解决物理问题,简便直观,往往会收到意想不到的效果 2步骤,进行实验 A先将轨道置于水平桌面上,将打点计时器固定在轨道上,让纸带的一端夹在小车后端, 另一端穿过打点计时器。将轨道安装有打点计时器的一端适当调高,直至轻推小车后使小车 恰能在板上做匀速直线运动为止
第 6 节 探究功与物体速度变化的关系学案 教学目标： 1、会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。 2、学习利用物理图象探究功与物体速度变化的关系。 教学重点： 学习探究功与速度变化关系的物理方法，并会利用图象法处理数据。 教学难点： 实验数据的处理方法――图象法。 情景导学： 前面几节课研究了重力做功与重力势能的关系，从而确立了重力势能的表达式。探究了弹力 做功与弹性势能的关系，从而确立了弹性势能的表达式。这一节和下一节我们来探究功与物 体动能的关系。 发现探索： 1、阅读教材 “探究的思路”部分，提出问题： （1）探究过程中，我们是否需要测出橡皮筋做功的具体数值？是否需要测出各次小车速度的 具体数值？可以怎么做？ （2）每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要求？为什么？ （3）小车获得的速度怎样计算？ （4）实验完毕后，我们用什么方法分析橡皮筋对小车作的功和小车速度的关系？ 2、学生分组实验，并思考下面的问题： （1）小车在木板上运动时会受到阻力，可以采用什么方法进行补偿？ （2）纸带上的点距并不都是均匀的，应该采用那些点距来计算小车的速度？为什么？ 3、问题：根据测出的数据，怎样预测功与速度的关系？用图象法研究功与速度的关系时怎样 使研究过程简便直观？ 总结：用图象法解决物理问题，简便直观，往往会收到意想不到的效果 2 步骤，进行实验 A.先将轨道置于水平桌面上，将打点计时器固定在轨道上，让纸带的一端夹在小车后端， 另一端穿过打点计时器。将轨道安装有打点计时器的一端适当调高，直至轻推小车后使小车 恰能在板上做匀速直线运动为止
B.将橡皮筋固定在小车前端。拉长橡皮筋使小车位于靠近打点计时器处,接通打点计时 器电源,释放小车 C.用2条、3条、4条、5条橡皮筋分别代替1条橡皮筋重做实验,保证每次释放小车 的位置相同,即橡皮筋被拉长的长度相同 D.在上述实验中打出的5条纸带中,分别找出小车开始近似做匀速运动的点,并分别测 出匀速运动时的速度v、V2、V3、V4、V5。 以功为纵轴(第一次橡皮筋做的功为纵轴的单位长度),以速度为横轴,建立坐标系, 用描点法作出W-ⅴ图像,看是否是直线。若不是,再做W-ⅴ2、W-y3…图像,最终确定功与速 度的函数关系 3、处理数据,得出规律 W V 结论 典型例题 例1.在探究功与物体速度变化关系的实验中,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.实验中,橡皮筋第二次的伸长长度是第一次伸长长度的二倍 C.实验中长木板表面应该尽量光滑且水平放置 D.每次实验都必须先接通电源,再让小车在橡皮筋的作用下弹出 例2.为了研究方便,以自由落体运动中的重力做功为例,研究重力所做的功与物体动能改变 量之间的定量关系。你能否根据已有的知识对这种关系作出猜想,并设计一个实验来验证你 的猜想?(1)如何设计实验方案?(2)如何计算重力所做的功W。和动能的变化量△Ek?(3) 需要测量和记录哪些实验数据?(4)如何设计记录数据的表格? (5)如图为一次实验记录的纸带,写出探究重力所做的功与物 体动能改变量之间关系的表达式
B.将橡皮筋固定在小车前端。拉长橡皮筋使小车位于靠近打点计时器处，接通打点计时 器电源，释放小车。 C.用 2 条、3 条、4 条、5 条橡皮筋分别代替 1 条橡皮筋重做实验，保证每次释放小车 的位置相同，即橡皮筋被拉长的长度相同。 D.在上述实验中打出的 5 条纸带中，分别找出小车开始近似做匀速运动的点，并分别测 出匀速运动时的速度 v1 、v2 、v3 、v4 、v5 。 F.以功为纵轴（第一次橡皮筋做的功为纵轴的单位长度），以速度为横轴，建立坐标系， 用描点法作出 W-v 图像，看是否是直线。若不是，再做 W-v 2、W-v 3……图像，最终确定功与速 度的函数关系。 3、处理数据，得出规律 W V 结论： 。 典型例题 例 1．在探究功与物体速度变化关系的实验中， 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．实验中，橡皮筋第二次的伸长长度是第一次伸长长度的二倍 C．实验中长木板表面应该尽量光滑且水平放置 D．每次实验都必须先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出 例 2．为了研究方便，以自由落体运动中的重力做功为例，研究重力所做的功与物体动能改变 量之间的定量关系。你能否根据已有的知识对这种关系作出猜想，并设计一个实验来验证你 的猜想？（1）如何设计实验方案？（2）如何计算重力所做的功 WG和动能的变化量ΔEk？（3） 需要测量和记录哪些实验数据？（4）如何设计记录数据的表格？ （5）如图为一次实验记录的纸带，写出探究重力所做的功与物 体动能改变量之间关系的表达式
例3.在我省承办的第十届全运会前各地运动员都进行赛前训练,训练中某代表队质量均为m 的两名跳高运动员分别用背越式和跨越式两种跳高方式跳过某一高度,该高度比他们起跳时 的重心均高出b,则他们在跳高过程中做的功 A.都必须大于mgh B.都不一定大于mgh C.用背越式的运动员必须大于mgh,用跨越式的不一定大于msh D.用背越式的运动员不一定大于mgh,用跨越式的必须大于msh 练习: 1、为了计算由于橡皮筋做功而使小车获得的速度,在某次实验中某同学得到了如图所示 的一条纸带,在A、B、C、D中应该选用哪个点的速度才符合要求 2、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,只需要测出毎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x、2x、3x、…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次力为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、 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.利用弹簧测力计测量对小车的拉力F,利用直尺测量小车在力作用下移动的位移x,便 可以求出每次实验中力对小车做的功,可控制为W、2W、3W、… 3、在探究功与物体速度变化关系的实验中,根据实验数据作出的∥-v图像,下列哪 个是符合实际的
例 3．在我省承办的第十届全运会前各地运动员都进行赛前训练，训练中某代表队质量均为 m 的两名跳高运动员分别用背越式和跨越式两种跳高方式跳过某一高度，该高度比他们起跳时 的重心均高出 h，则他们在跳高过程中做的功 （ ） A．都必须大于 mgh B．都不一定大于 mgh C．用背越式的运动员必须大于 mgh，用跨越式的不一定大于 mgh D．用背越式的运动员不一定大于 mgh，用跨越式的必须大于 mgh 练习： 1、为了计算由于橡皮筋做功而使小车获得的速度，在某次实验中某同学得到了如图所示 的一条纸带，在 A、B、C、D 中应该选用哪个点的速度才符合要求（ ） 2、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，只需要测出毎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 x、2x、3x、……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 次力为 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.利用弹簧测力计测量对小车的拉力 F，利用直尺测量小车在力作用下移动的位移 x，便 可以求出每次实验中力对小车做的功，可控制为 W、2W、3W、…… 3、在探究功与物体速度变化关系的实验中，根据实验数据作出的 W－v 图像，下列哪一 个是符合实际的 v W O v W O v W O v W O A B C D
4、光滑水平面上有一物体,在水平恒力F作用下由静止开始运动。经过时间t速度达到V 经过时间t2,由速度V增大到2V。在t和t2两段时间内,外力F对物体做功之比为( A.1:1 B.1:3 C.3:1 D.1:4 5、在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中,小车在运动中会受到阻力作用,这样 在小车沿木板滑行的过程中,除橡皮筋对其做功以外,还有阻力做功,这样便会给实验带来 误差,我们在实验中想到的办法,使木板略微倾斜,对于木板的倾斜程度,下面说法中正确 的是 A.木板只要稍微倾斜一下即可,没有什么严格的要求 B.木板的倾斜角度在理论上应满足下面条件:即重力使物体沿斜面下滑的分力应等于小 车受到的阻力 C.如果小车在倾斜的木板上能做匀速运动,则木板的倾斜程度是符合要求的 D.其实木板不倾斜,问题也不大,因为实验总是存在误差的 6、在《探究功与物体速度变化关系》的实验中,甲、乙两位同学的实验操作均正确。甲同学 根据实验数据作出了功和速度的关系图线,即W-v图,如图甲,并由此图线得出“功与速度 的平方一定成正比”的结论。乙同学根据实验数据作出了功与速度平方的关系图线,即W-y2 图,如图乙,并由此也得出“功与速度的平方一定成正比”的结论。关于甲、乙两位同学 分析,你的评价是( A.甲的分析不正确,乙的分析正确 B.甲的分析正确,乙的分析不正确 C.甲和乙的分析都正确 甲 D.甲和乙的分析都不正确
W v 0 W 2 v 0 甲 乙 4、光滑水平面上有一物体，在水平恒力 F 作用下由静止开始运动。经过时间 t1 速度达到 V， 经过时间 t2，由速度 V 增大到 2V。在 t1 和 t2 两段时间内，外力 F 对物体做功之比为( ) A．1:1 B．1:3 C．3:1 D．1:4 5、在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中，小车在运动中会受到阻力作用，这样， 在小车沿木板滑行的过程中，除橡皮筋对其做功以外，还有阻力做功，这样便会给实验带来 误差，我们在实验中想到的办法，使木板略微倾斜，对于木板的倾斜程度，下面说法中正确 的是 A.木板只要稍微倾斜一下即可，没有什么严格的要求 B.木板的倾斜角度在理论上应满足下面条件：即重力使物体沿斜面下滑的分力应等于小 车受到的阻力 C.如果小车在倾斜的木板上能做匀速运动，则木板的倾斜程度是符合要求的 D.其实木板不倾斜，问题也不大，因为实验总是存在误差的 6、在《探究功与物体速度变化关系》的实验中，甲、乙两位同学的实验操作均正确。甲同学 根据实验数据作出了功和速度的关系图线，即 W v − 图，如图甲，并由此图线得出“功与速度 的平方一定成正比”的结论。乙同学根据实验数据作出了功与速度平方的关系图线，即 2 W v − 图，如图乙，并由此也得出“功与速度的平方一定成正比”的结论。关于甲、乙两位同学的 分析，你的评价是（ ） A.甲的分析不正确，乙的分析正确 B.甲的分析正确，乙的分析不正确 C.甲和乙的分析都正确 D.甲和乙的分析都不正确