《高中物理（情景切入+課前導(dǎo)讀+問(wèn)題探究+知能演練）第7章 第6節(jié) 實(shí)驗(yàn) 探究功與速度變化的關(guān)系課件 新人教版必修2》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理（情景切入+課前導(dǎo)讀+問(wèn)題探究+知能演練）第7章 第6節(jié) 實(shí)驗(yàn) 探究功與速度變化的關(guān)系課件 新人教版必修2（38頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第六節(jié)實(shí)驗(yàn)：探究功與速度變化的關(guān)系第六節(jié)實(shí)驗(yàn)：探究功與速度變化的關(guān)系“車(chē)神舒馬赫”舒馬赫是當(dāng)之無(wú)愧的車(chē)神在賽季之初，舒馬赫的實(shí)力一度受到懷疑，2003賽季舒馬赫的冠軍應(yīng)該說(shuō)是最艱難的一次，F(xiàn)2003GA并沒(méi)有真正讓舒馬赫成為無(wú)敵，在關(guān)鍵時(shí)刻，舒馬赫靠的是自己的經(jīng)驗(yàn)、出色的技術(shù)以及臨場(chǎng)的發(fā)揮，當(dāng)然不能缺少的是天賦，舒馬赫就是集這些因素于一家的車(chē)神車(chē)神在2004賽季的表現(xiàn)，在全世界又掀起一股強(qiáng)烈的紅色風(fēng)潮，實(shí)在讓人不服不行1通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究功與物體速度的變化關(guān)系，理解動(dòng)能的概念2通過(guò)實(shí)驗(yàn)器材、思路、技巧及數(shù)據(jù)處理方法，體驗(yàn)科學(xué)的探究方法，培養(yǎng)科學(xué)探究的方法意識(shí)和能力3通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和過(guò)程，培養(yǎng)
2、自主合作的科學(xué)精神和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度課前預(yù)習(xí)1探究的目的是研究外力對(duì)物體_與物體_的關(guān)系2小車(chē)的末速度用_來(lái)測(cè)量3本實(shí)驗(yàn)并不需要測(cè)量橡皮筋做的功到底是多少焦耳，只要測(cè)出以后各次實(shí)驗(yàn)橡皮筋做的功是第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的_，這樣做可以大大簡(jiǎn)化操作做功速度的變化紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器倍數(shù)4實(shí)驗(yàn)所選取的器材：平板、小車(chē)、_、釘子、_、紙帶5尋找功與速度變化的關(guān)系以橡皮筋的_為縱坐標(biāo)，_為橫坐標(biāo)，作出Wv曲線(即功速度曲線)分析這條曲線，得出橡皮筋的拉力對(duì)小車(chē)所做的功與小車(chē)獲得的速度的定量關(guān)系小車(chē)的速度v橡皮筋打點(diǎn)計(jì)時(shí)器拉力所做的功W探究的思路及過(guò)程1探究思路用如右圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過(guò)增加橡皮筋的條數(shù)使橡皮筋
3、對(duì)小車(chē)做的功成倍增加通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)量每次橡皮筋對(duì)小車(chē)做功結(jié)束時(shí)小車(chē)的速度v.2選用器材(1)小車(chē)(前面帶小鉤)；(2)長(zhǎng)木板，在兩側(cè)適當(dāng)?shù)膶?duì)稱位置3探究過(guò)程(1)按如上圖所示將實(shí)驗(yàn)儀器安裝好(2)先用1條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出小車(chē)獲得的速度v1，設(shè)此時(shí)橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功為W1，將這一組數(shù)據(jù)記入表格(3)用2條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度與第一次相同，這樣橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功為2W，測(cè)出小車(chē)獲得的速度v2，將數(shù)據(jù)記入表格釘兩個(gè)鐵釘；(3)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及紙帶；(4)學(xué)生電源及導(dǎo)線(使用電火花計(jì)時(shí)器時(shí)不用學(xué)生電源)；(5)56條完全相同的橡皮筋名師提示：探究實(shí)驗(yàn)中的重要方法
4、及技巧(1)一條橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功很難確定，如果改用兩條橡皮筋，在完全相同的情況下橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功仍很難確定但是，若以一條橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功W為單位，則兩條相同的橡皮筋做的功為2W，這里巧妙地應(yīng)用了比例關(guān)系橡皮筋條數(shù)123456力對(duì)小車(chē)做的功W2W3W4W5W6W小車(chē)獲得的速度(4)用3條、4條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，用同樣的方法測(cè)出速度，記入表格.(2)將問(wèn)題轉(zhuǎn)化以簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)過(guò)程實(shí)驗(yàn)的目的是探究外力對(duì)物體做的總功與物體速度變化的關(guān)系本實(shí)驗(yàn)總是讓小車(chē)從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，使測(cè)定兩個(gè)速度(初速度和末速度)的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為只需測(cè)定一個(gè)末速度的問(wèn)題，非常有利于操作和數(shù)據(jù)處理(也有不足之處) 嘗試應(yīng)用1對(duì)于橡皮筋做的功來(lái)
5、說(shuō)，直接測(cè)量是有困難的我們可以巧妙地避開(kāi)這個(gè)難題而不影響問(wèn)題的解決，只需要測(cè)出每次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功是第一次實(shí)驗(yàn)的多少倍，使用的方法是()A用同樣的力對(duì)小車(chē)做功，讓小車(chē)通過(guò)的距離依次為x、2x、3x進(jìn)行第1次、第2次、第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)，力對(duì)小車(chē)做的功就是W、2W、3WB讓小車(chē)通過(guò)相同的距離，第1次力為F、第2次力為2F、第3次為3F實(shí)驗(yàn)時(shí)，力對(duì)小車(chē)做的功就是W、2W、3W、3WC選用同樣的橡皮筋，在實(shí)驗(yàn)中每次橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度保持一致，當(dāng)用1條、2條、3條同樣的橡皮筋進(jìn)行第1次、第2次、第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功就是W、2W、3WD利用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量對(duì)小車(chē)的拉力F，利用直尺測(cè)量小車(chē)在力作
6、用下移動(dòng)的距離x，便可以求出每次實(shí)驗(yàn)中力對(duì)小車(chē)做的功，可控制為W、2W、3W解析：在課本探究的思路中，要求改變橡皮筋的條數(shù)，在橡皮筋伸長(zhǎng)一樣時(shí)就得到功的關(guān)系，既不是改變位移，也不是改變力F，所以不能選A、B.更不能直接測(cè)量，也不選D.答案：C實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意哪些問(wèn)題1平衡摩擦力實(shí)驗(yàn)中的小車(chē)不可避免地要受到摩擦力的作用，摩擦力對(duì)小車(chē)做負(fù)功，我們研究的是橡皮筋做的功與物體速度的關(guān)系，應(yīng)設(shè)法排除摩擦力的影響可采用將木板一端墊高的方法來(lái)做實(shí)驗(yàn)，將木板一端墊高，使重力沿斜面方向的分力與摩擦力相平衡，就能消除摩擦力的影響2紙帶的數(shù)據(jù)處理打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上相鄰各點(diǎn)的間距并不均勻，應(yīng)選間距均勻的那一段紙帶來(lái)計(jì)
7、算小車(chē)的速度，因?yàn)檫@一段是橡皮筋對(duì)小車(chē)做完功后的情形3不需要求出功的數(shù)值本實(shí)驗(yàn)是利用橡皮筋伸長(zhǎng)量的多少表示拉力做功的大小，但不需要求出做功的值(每條橡皮筋做的功大小相等)4如何通過(guò)圖像處理數(shù)據(jù)我們無(wú)法直接由一些數(shù)據(jù)得出規(guī)律性的結(jié)論，故需借助于圖像分析，而最容易想到的是W與v的關(guān)系，但得到的圖線無(wú)法得出結(jié)論，故再作Wv2圖線，進(jìn)而得出結(jié)論5實(shí)驗(yàn)中物體的初速度為零名師提示：本實(shí)驗(yàn)誤差的主要來(lái)源是橡皮筋的長(zhǎng)度、粗細(xì)不一，致使橡皮筋的拉力做的功與橡皮筋的條數(shù)不成正比；其次是速度的測(cè)量誤差，小車(chē)受力為零的位置不一定在設(shè)定的位置；由于小車(chē)不受拉力的位置不一定在設(shè)定點(diǎn)，這就使拉力做的功與橡皮筋的條數(shù)不成正比
8、，這樣作出的圖像就會(huì)發(fā)生偏離嘗試應(yīng)用2在本實(shí)驗(yàn)中，小車(chē)在運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力作用這樣，在小車(chē)沿木板滑行過(guò)程中，除橡皮筋對(duì)其做功以外，還有阻力做功，這樣便會(huì)給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)誤差，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中想到的辦法是，使木板略微傾斜，對(duì)于木板的傾斜程度，下列說(shuō)法中正確的是()A木板只是稍微傾斜一下即可，沒(méi)有什么嚴(yán)格的要求B木板的傾斜角度在理論上應(yīng)滿足下面的條件：即重力使物體沿斜面下滑的分力應(yīng)等于小車(chē)受到的阻力C如果小車(chē)在木板上能做勻速運(yùn)動(dòng)，則木板的傾斜程度是符合要求的D其實(shí)木板不傾斜，問(wèn)題也不大，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)總是存在誤差的解析：當(dāng)重力沿斜面向下的分力等于阻力，在橡皮筋對(duì)小車(chē)不做功時(shí)，小車(chē)就會(huì)勻速運(yùn)動(dòng)答案：B實(shí)驗(yàn)的原理及操作
9、 關(guān)于“探究功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，下列敘述正確的是()A每次實(shí)驗(yàn)必須設(shè)法求出橡皮筋對(duì)小車(chē)做功的具體數(shù)值B每次實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度沒(méi)有必要保持一致C放小車(chē)的長(zhǎng)木板應(yīng)該盡量使其水平D先接通電源，再讓小車(chē)在橡皮筋的作用下彈出解析：實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有必要測(cè)出橡皮筋做的功到底是多少，只要測(cè)出以后各次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋做的功是第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的多少倍就已經(jīng)足夠了，A錯(cuò)；每次實(shí)驗(yàn)橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度必須保持一致，只有這樣才能保證以后各次實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋做的功是第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的整數(shù)倍，B錯(cuò)；小車(chē)運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力，只有使木板傾斜到一定程度，才能減少誤差，C錯(cuò)；實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開(kāi)始工作，然后再讓小車(chē)在橡皮筋的
10、作用下彈出，D正確答案：D名師歸納：探究性實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該注意的問(wèn)題主要是操作步驟和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中的問(wèn)題、規(guī)范做實(shí)驗(yàn)、明確實(shí)驗(yàn)原理和數(shù)據(jù)處理的方法是解題關(guān)鍵變式應(yīng)用1在探究功與速度變化的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法中正確的是()A長(zhǎng)木板要適當(dāng)傾斜，以平衡小車(chē)運(yùn)動(dòng)中受到的阻力B重復(fù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，雖然用到橡皮筋的條數(shù)不同，但每次應(yīng)使橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度相同C利用紙帶上的點(diǎn)計(jì)算小車(chē)的速度時(shí)，應(yīng)選用紙帶上打點(diǎn)最密集的部分進(jìn)行計(jì)算D利用紙帶上的點(diǎn)計(jì)算小車(chē)的速度時(shí)，應(yīng)選用紙帶上打點(diǎn)最稀疏的部分進(jìn)行計(jì)算C實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理 在“探究功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中得到甲、乙兩組數(shù)據(jù)(說(shuō)明：小車(chē)質(zhì)量為300 g，使用的橡皮筋由1根增加至6根，每
11、次增加1根，小車(chē)受力方向的位移即橡皮筋被拉伸的長(zhǎng)度為19 cm)：試根據(jù)以下數(shù)據(jù)分別在圖甲和圖乙中畫(huà)出Wv圖、Wv2圖數(shù)據(jù)甲：v/(ms1)0.000.801.101.281.531.761.89W/J0W02W03W04W05W06W0由此得出結(jié)論：_ _.數(shù)據(jù)乙：v2/(m2s2)0.000.641.211.642.343.103.57W/J0W02W03W04W05W06W0解析：分析數(shù)據(jù)描點(diǎn)可作圖(如圖甲、乙所示)由此可得出結(jié)論：外力做的功與速度的平方成正比答案：見(jiàn)解析名師歸納：解答這類問(wèn)題時(shí)應(yīng)注意：(1)合理地選取橫、縱坐標(biāo)(一般應(yīng)使圖線理論上為一直線)；(2)根據(jù)題目中所給數(shù)據(jù)合理
12、地選取標(biāo)度，使所作圖線大致占滿整個(gè)坐標(biāo)紙；(3)畫(huà)圖線時(shí)要使盡可能多的點(diǎn)落在圖線上，不在圖線上的點(diǎn)均勻分布在圖線的兩側(cè)；(4)能辨別明顯錯(cuò)誤的點(diǎn)并排除變式應(yīng)用2在“探究功與物體速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，甲、乙兩位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作均正確甲同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了功和速度的關(guān)系圖線，如圖甲所示，并由此圖線得出“功與速度的平方一定成正比”的結(jié)論乙同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了功與速度平方的關(guān)系圖線，如圖乙所示，并由此也得出“功與速度的平方一定成正比”的結(jié)論關(guān)于甲、乙兩位同學(xué)的分析，你的評(píng)價(jià)是()A甲的分析不正確，乙的分析正確B甲的分析正確，乙的分析不正確C甲和乙的分析都正確D甲和乙的分析都不正確解析：功與速度的平
13、方成正比，即Wkv2，因此作出的Wv的圖象是拋物線的一部分答案：C基礎(chǔ)練1在探究功與速度變化的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是()A通過(guò)改變橡皮筋的條數(shù)改變拉力做功的數(shù)值B通過(guò)改變橡皮筋的長(zhǎng)度改變拉力做功的數(shù)值C通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來(lái)測(cè)定小車(chē)加速過(guò)程中獲得的最大速度D通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來(lái)測(cè)定小車(chē)加速過(guò)程中獲得的平均速度AC2為了計(jì)算由于橡皮筋做功而使小車(chē)獲得的速度，在某次實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)得到了如圖所示的一條紙帶，在A、B、C、D中應(yīng)該選用哪個(gè)點(diǎn)的速度才符合要求()C3在探究功與物體速度變化的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中得到了一條如圖所示的紙帶，這條紙帶上的點(diǎn)兩端較密，中間疏，出現(xiàn)這種情
14、況的原因，不可能是()A電源的頻率不穩(wěn)定B木板傾斜程度太大C沒(méi)有使木板傾斜或傾角太小D小車(chē)受到的阻力較大B4在本實(shí)驗(yàn)中作出的Wv圖線如圖所示，應(yīng)為()解析：由于Wv2圖線是一條直線，所以Wv圖線應(yīng)是開(kāi)口向上的拋物線，只有B對(duì)答案：B5實(shí)驗(yàn)中木板略微傾斜，這樣做()A是為了釋放小車(chē)后，小車(chē)能勻加速下滑B是為了增大小車(chē)下滑的加速度C可使得橡皮筋做的功等于合力對(duì)小車(chē)做的功D可使得橡皮筋松弛后小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)CD6若打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí)間間隔是0.02 s，則通過(guò)如下圖所示的紙帶的點(diǎn)距可求出小車(chē)由于橡皮筋做功后而獲得的速度為_(kāi) m/s. 解析：題目要求小車(chē)由于橡皮筋的彈力做功后而獲得的速度，則此時(shí)小車(chē)應(yīng)該脫
15、離彈簧，所以小車(chē)將做勻速直線運(yùn)動(dòng)，應(yīng)該選取打點(diǎn)均勻的一部分計(jì)算小車(chē)的最終速度，故有 v 答案：1.2提高練7.某研究性學(xué)習(xí)小組覺(jué)得教材中實(shí)驗(yàn)的測(cè)量過(guò)程較復(fù)雜，改進(jìn)如下：如圖所示，將教材中實(shí)驗(yàn)的長(zhǎng)木板放在桌面的邊緣，小車(chē)的前端放一小球，小車(chē)在橡皮筋作用下加速運(yùn)動(dòng)，到桌面邊緣后小車(chē)在擋板作用下停止運(yùn)動(dòng)，小球做平拋運(yùn)動(dòng)，測(cè)出橡皮筋的條數(shù)為1、2、3、n時(shí)小球的平拋距離x1、x2、x3、xn，則()A如果忽略一切摩擦，xn(n為橡皮筋的條數(shù))B如果忽略一切摩擦，x2n(n為橡皮筋的條數(shù))C該實(shí)驗(yàn)中小車(chē)受到的摩擦力可以通過(guò)傾斜木板的方法平衡而不產(chǎn)生新的誤差D該實(shí)驗(yàn)中傾斜木板會(huì)產(chǎn)生誤差解析：由Wv2、xv
16、、Wn得x2n，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；該實(shí)驗(yàn)應(yīng)用了平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，如果木板傾斜，則變?yōu)樾睊?，將產(chǎn)生誤差，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確答案：BD8某同學(xué)在做實(shí)驗(yàn)“探究功與速度變化的關(guān)系”時(shí)，得到的數(shù)據(jù)如表1.(1)由表中數(shù)據(jù)可得出定性結(jié)論：_ _.(2)設(shè)一條橡皮筋拉長(zhǎng)到固定長(zhǎng)度所做的功為W0，大致畫(huà)出橡皮筋所做的功W與小車(chē)速度v的圖象實(shí)驗(yàn)序號(hào)12345橡皮筋條數(shù)13457小車(chē)速度v/(ms1)0.711.231.421.581.87表1(3)由畫(huà)出的圖象大致可判斷W與v的關(guān)系是_(4)填寫(xiě)表2中的空白部分實(shí)驗(yàn)序號(hào)12345橡皮筋條數(shù)W0v2/(m2s2)W與v的關(guān)系解析：每條橡皮筋拉長(zhǎng)的長(zhǎng)度都一樣，一條橡
17、皮筋拉長(zhǎng)到固定長(zhǎng)度所做的功為W0，則第2、3、4、5次拉長(zhǎng)橡皮筋做的功應(yīng)分別為3W0、4W0、5W0、7W0.表2(1)定性結(jié)論：橡皮筋做的功與小車(chē)獲得的速度有關(guān)，并且做功越多，小車(chē)獲得的速度越大(2)橡皮筋所做的功W與小車(chē)速度v的圖象為拋物線，如右上圖所示(3)可能是Wv2.(4)如下表所示.答案：見(jiàn)解析實(shí)驗(yàn)序號(hào)12345橡皮筋做功W03W04W05W07W0v2/(m2s2)0.501.502.002.503.50W與v的關(guān)系Wv29.質(zhì)量為1 kg的重物自由下落，通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄運(yùn)動(dòng)過(guò)程，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接電源為6 V、50 Hz的交流電源如下圖所示，紙帶上O點(diǎn)為重物自由下落時(shí)紙帶
18、打點(diǎn)的起點(diǎn)，選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F、G依次間隔一個(gè)點(diǎn)(圖中未畫(huà)出)，各計(jì)數(shù)點(diǎn)與O點(diǎn)距離依次為31.4、70.6、125.4、195.9、282.1、383.8、501.2，單位為mm.則：(1)求出B、C、D、E、F各點(diǎn)的速度并填入下表；計(jì)數(shù)點(diǎn)BCDEF速度/(ms1)(2)求出物體下落時(shí)從O點(diǎn)到圖中各點(diǎn)過(guò)程中重力所做的功，并填入下表；計(jì)數(shù)點(diǎn)BCDEF功/J(3)適當(dāng)選擇坐標(biāo)軸，在圖中作出物體重力做的功與物體速度的平方之間的關(guān)系圖象圖中縱坐標(biāo)表示_，橫坐標(biāo)表示_，由圖可得重力所做的功與_成_關(guān)系答案：(1)1.18 m/s1.57 m/s1.96 m/s2.35 m/s2.74 m/s(2)0.69 J1.23 J1.92 J2.76 J3.76 J(3)重力做的功物體速度的平方速度的平方正比
高中物理（情景切入+課前導(dǎo)讀+問(wèn)題探究+知能演練）第7章 第6節(jié) 實(shí)驗(yàn) 探究功與速度變化的關(guān)系課件 新人教版必修2
