高中物理 第7章 第6節(jié)實驗 探究功與速度變化的關(guān)系課件 新人教版必修2

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1、成才之路成才之路 物理物理路漫漫其修遠兮路漫漫其修遠兮 吾將上下而求索吾將上下而求索人教版人教版 必修必修2 萬有引力與航天萬有引力與航天第七章第七章1.1.1集合的概念第六節(jié)實驗：探究功第六節(jié)實驗：探究功與速度變化的關(guān)系與速度變化的關(guān)系第七章第七章1.1.1集合的概念學(xué)習(xí)目標定位學(xué)習(xí)目標定位1課堂情景切入課堂情景切入2知識自主梳理知識自主梳理3重點難點突破重點難點突破4考點題型設(shè)計考點題型設(shè)計5課后強化作業(yè)課后強化作業(yè)7學(xué)習(xí)目標定位學(xué)習(xí)目標定位*探究功與物體速度變化的關(guān)系探究功與物體速度變化的關(guān)系*能夠通過實驗數(shù)據(jù)的分析，總結(jié)出功與物體能夠通過實驗數(shù)據(jù)的分析，總結(jié)出功與物體速度平方的正比關(guān)系

2、速度平方的正比關(guān)系*通過本節(jié)的探究思路，體會科學(xué)方法通過本節(jié)的探究思路，體會科學(xué)方法課堂情景切入課堂情景切入如圖所示，讓鋼球從斜面上由靜止?jié)L下，打到一個小木塊上，能將木塊撞出一段距離。提高小球的初始高度h，小球滾下撞擊木塊的速度變大，木塊就會被撞的遠些，說明功與速度變化有著密切聯(lián)系。這一節(jié)我們將通過實驗探究功與速度變化的定量關(guān)系。 知識自主梳理知識自主梳理1.在如圖所示的裝置中，釋放小車，拉伸的橡皮筋對小車做功，使小車獲得速度。第一次實驗設(shè)橡皮筋對小車所做的功為W，后面的實驗中都保持橡皮筋的拉伸長度與第一次_。橡皮筋的條數(shù)分別為原來的2倍、3倍，橡皮筋對小車所做的功分別為_W、_W探究思路探究

3、思路 一致一致232由紙帶和打點計時器分別測出小車獲得的速度v1、v2、v33以橡皮筋對小車做的功為_坐標(以第一次實驗時的功W為單位)，小車獲得的速度為_坐標，作出Wv曲線?？v縱橫橫一條直線一條直線v21.小車運動中受到阻力，小車的速度在運動中是變化的。使木板傾斜，讓小車不受橡皮條的拉力時_下滑，也就是_摩擦力。2橡皮條做功完畢后，小車勻速運動，則打在紙帶上的點應(yīng)是_分布的，利用紙帶點_和打點計時器記錄的_求出速度。操作的技巧操作的技巧 勻速勻速平衡掉平衡掉均勻均勻間距間距時間時間先對測量數(shù)據(jù)進行估計，或者作出Wv草圖，大致判斷兩個量可能有什么關(guān)系。如果認為有可能是Wv2，就對每一個速度值算

4、出它的二次方，然后以_為縱坐標，_為橫坐標作圖(不是以v為橫坐標)。如果這樣作出的圖象是_，說明兩者關(guān)系真的是Wv2數(shù)據(jù)的處理數(shù)據(jù)的處理 Wv2一條直線一條直線重點難點突破重點難點突破一、實驗器材木板、小車、橡皮筋(若干)、打點計時器、低壓交流電源、紙帶、刻度尺等。二、實驗步驟1按實驗要求安裝好實驗儀器。2平衡摩擦力：將安裝有打點計時器的長木板的一端墊起，紙帶穿過打點計時器，不掛橡皮筋，閉合電源，輕推小車，打點計時器在紙帶上打出間隔均勻的點。3第一次先用一條橡皮筋做實驗，用打點計時器和紙帶測出小車獲得的速度v1，設(shè)此時橡皮筋彈力對小車做功為W，并將得到的數(shù)據(jù)記入表格。4換用2條、3條、4條同樣

5、的橡皮筋做實驗，并將橡皮筋拉伸的長度都和第一次相同，測出v2、v3、v4，橡皮筋對小車做功分別為2W、3W、4W將數(shù)據(jù)記入表格。5分析數(shù)據(jù)，嘗試做Wv，Wv2等圖象，探究W、v的關(guān)系。四、誤差分析1誤差來源：一是由于忘記平衡摩擦力或沒有完全平衡摩擦力對實驗的影響，二是橡皮筋長度、粗細不一，使得拉力及拉力的功與條數(shù)不成正比帶來誤差，三是紙帶上所打點的間距測量也會帶來誤差。四是描點不準帶來誤差。2減小誤差的辦法(1)實驗前要先平衡摩擦力。(2)盡量選用同一規(guī)格的橡皮筋。(3)選用間距均勻的幾個間隔，測量其總長度，求得平均速度。(4)描點時既要觀察各點的位置關(guān)系，又要考慮應(yīng)有的函數(shù)關(guān)系，若拉力大，小

6、車速度大，點數(shù)少，可能使W與v呈線性關(guān)系，控制小車速度，加大縱坐標單位長度，可減小誤差。五、注意事項1平衡摩擦力的方法：將木板一端墊高，輕推小車，由打點計時器打在紙帶上的點的均勻程度判斷小車是否做勻速運動，找到木板的一個合適的傾角。2測小車速度時，紙帶上的點應(yīng)選均勻部分的，也就是選小車做勻速運動的。3橡皮筋應(yīng)選規(guī)格一樣的，力對小車做的功以一條橡皮筋做的功為單位即可，不必計算出具體數(shù)值。4每次釋放小車時，都要讓它從同一位置由靜止開始運動。5小車質(zhì)量應(yīng)大一些，使紙帶上打的點多一些。考點題型設(shè)計考點題型設(shè)計對實驗原理及實驗過程的考查對實驗原理及實驗過程的考查 (1)適當(dāng)墊高木板是為了_。(2)通過紙

7、帶求小車速度時，應(yīng)使用紙帶的_(選填“全部”“前面部分”或“后面部分”)。(3)若實驗做了n次，所用橡皮筋分別為1根、2根n根，通過紙帶求出小車的速度分別為v1、v2vn用W表示橡皮筋對小車所做的功，作出的Wv2圖線是一條過坐標原點的直線，這說明W與v的關(guān)系是_ _。解析：(1)為使橡皮筋對小車做的功等于合力對小車做的功，需利用小車重力沿木板方向的分力平衡摩擦力。(2)實驗中需要求橡皮筋做功后小車獲得的速度，所以應(yīng)用紙帶的后面部分。(3)“過原點的直線”意味著縱橫坐標軸對應(yīng)的兩個量成正比關(guān)系。答案：(1)平衡摩擦力(2)后面部分(3)W與速度v的平方成正比下面探究“功與物體速度變化關(guān)系”的實驗

8、步驟，其合理順序是_。將小車拉至圖中C處，使AB和BC間距離大致相等，接通打點計時器電源，放開小車，小車帶動紙帶運動，打下一系列的小點，由紙帶分析求出小車通過B位置時的速度v，設(shè)第1次橡皮筋對小車做的功為W。做出Wv、Wv2的圖象，分析圖象的特點，得出結(jié)論。如圖所示，先固定打點計時器，在長木板的兩側(cè)A處釘兩個小釘，小車放在B處掛上一根橡皮筋(即圖示情況)，使橡皮筋處于自由長度。用2條、3條同樣的橡皮筋進行第2次、第3次實驗，每次實驗保持橡皮筋拉伸的長度不變，用同樣的方法測出v2、v3記下2W、3W記入表格。答案：實驗數(shù)據(jù)處理實驗數(shù)據(jù)處理 解析：通過試探與分析，確定W與v的關(guān)系：先試探畫出Wv圖

9、象，大致判斷一下W與v的關(guān)系，再畫出其他的圖象，找出哪一組的圖象是直線，從而確定功與速度的最終關(guān)系。Wv圖象如下圖所示。由圖象可以看出，W很可能與v2成正比，通過計算，列表如下：v2/(m2s2)W/J0.000.000.641.001.212.001.643.002.344.003.105.003.576.00解析：v2、v3的數(shù)值如下表所示：W(一條橡皮一條橡皮筋做的功作筋做的功作為功的單位為功的單位)12345678v(m/s)1.42.02.42.83.23.53.74.0v2(m2/s2)1.964.05.767.8410.24 12.2513.6916.0v3(m3/s3)2.74

10、8.0 13.82 21.95 32.77 42.8850.6564.0Wv、Wv2、Wv3圖象如圖所示。由圖可得力對物體做的功與速度的平方成正比。創(chuàng)新設(shè)計實驗創(chuàng)新設(shè)計實驗 解析：(1)實驗方案：如圖固定好軌道，讓其末端保持水平讓小球從軌道的某一高度h處由靜止?jié)L下，最后落在置于水平面上的白紙及復(fù)寫紙上。記下小球釋放點及最后落點的位置，用刻度尺測出釋放點的高度h及落點P到O點的距離x。多次改變小球的釋放點位置，記錄并測量每次的h、x的值。如圖所示，汽車已成為人們外出的重要交通工具之一，評價汽車性能的主要指標有動力性、經(jīng)濟性、穩(wěn)定性、制動性等，其中制動性主要是指在良好的路面上，汽車迅速降低車速直到停車的距離，表中記錄的是汽車以不同速率行駛時，制動后所經(jīng)過的距離。請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，用圖象分析推斷克服阻力做功與汽車速率變化之間的關(guān)系。汽車速率汽車速率v/(kmh1)制動距離制動距離s/m101204401650256036解析：制動過程中阻力不變，設(shè)每制動1m ，克服阻力做的功為W1、則制動4m、16m、25m、36m，克服阻力做的功分別為4W1、16W1、25W1、36W1，作出Wv圖象如下圖所示。可見W與v不是正比關(guān)系，猜想W與v2成正 比，作出Wv2圖象如下圖所示?？梢奧與v2成正比。