《江苏省徐州经济技术开发区高中物理 7.6实验：探究功与速度变化的关系导学案（无答案）新人教版必修2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《江苏省徐州经济技术开发区高中物理 7.6实验：探究功与速度变化的关系导学案（无答案）新人教版必修2（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、7、6实验：探究功与速度变化的关系【学习目标】1、会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度；2、会利用物理图像探究功与物体速度变化的关系；3、通过用纸带与打点计时器来探究功与速度的关系。【知识链接】1、怎样通过纸带求小车的瞬时速度？2、如何平衡摩擦力？【学习过程】一、实验方案 图1 由重力提供牵引力 图2由橡皮筋提供牵引力问题1、在图1的方案中，假设小车质量M，重物质量m，小车的摩擦力已经平衡。尝试利用牛顿第二定律求解绳子的拉力F与重物的重力mg的关系，并说明什么情况下可以近似用mg代表F。问题2、在图1和图2两种方案中，如何求解和记录牵引力对小车做的功？木板打点计时器纸带小车橡皮筋二、实验
2、原理（以教科书“参考案例二”为案例）右图所示，分别将1、2、3根相同的橡皮筋并接后与小车相连，每次使小车在橡皮筋拉紧时从同一初位置弹出。利用打点计时器打出的纸带计算各次橡皮筋恢复原长时小车的最大速度。因各次橡皮筋的长度变化相同，所以各次橡皮筋做的功可记为：W、2W、3W。绘制出W-v、W-v2图象，分析做功与小车速度变化的关系，得出实验结论。三、实验器材长木板、小车、橡皮筋、打点计时器、垫块、图钉、刻度尺、纸带、交流电源、导线。四、实验步骤1、安装如上图所示的实验装置。将长木板一端垫起，调整倾角使小车在木板上做匀速直线运动（纸带上的点迹间隔大致相同）。（平衡摩擦力）2、先用一根橡皮筋两端用图钉
3、固定在木板上并与小车连接。将小车拉至靠近打点计时器的一端，并标记这一位置。3、打开电源，由静止释放小车，小车被拉紧的橡皮筋弹出，打出纸带。在纸带上记录本次实验所用橡皮筋根数1。4、分别用2、3根相同的橡皮筋并接，再将小车拉回原来的位置，重复步骤（3）。5、由纸带算出小车每次获得的速度，把各次实验获得的速度依次记入设计的表格里。【例题】1、关于“探究功与物体速度变化的关系”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五、实验过程注意事项1、
4、平衡摩擦力：将木板一端垫高，使重力沿斜面方向的分力与摩擦力平衡，轻推小车，由打点计时器打在纸带上点的均匀程度判断小车是否匀速运动。2、测小车速度时，纸带上的点应选均匀部分的，也就是选小车做匀速运动时的速度。3、橡皮筋应选同一规格的，以保证力对小车做的功为一条橡皮筋做的整数倍，不必算出功的具体值。4、实验中应注意保证小车每次从同一初始位置弹出，这样才能确定橡皮筋每次做功的倍数关系。【例题】2、实验中，小车会受到阻力，可以使木板倾斜作为补偿则操作正确的是 ( )A使拖着纸带的小车由静止释放，小车不下滑即可B使拖着纸带的小车由静止释放，小车能下滑即可C沿木板向下推拖着纸带的小车，放手后打点计时器在纸
5、带上打下的点距均匀即可D以上说法都不对【针对训练】1、在“探究功与物体速度变化的关系”实验中，某同学在一次实验中得到了如图所示的纸带，条纸带上的点两端较密，中间疏，出现这种情况的原因可能是 ( )A电源的频率不稳定 B木板倾斜程度太大C没有使木板倾斜或倾斜角太小D小车受到的阻力没有平衡掉六、数据处理1、计算法。 根据测出的速度分别按Wv，Wv2，Wv3，W，算出相应的功的值，并与实际的功进行比较，找出功W与速度v的关系。2、图像法。根据测得的数据，大致判断两个量可能是什么关系，分别作出W-v图象，W-v2图象，W-v3图象，W-图象，如果哪一种图象更接近于过原点的倾斜直线，功与速度之间就是哪一
6、种正比关系。【例题】3、 某同学利用教材图762探究力对物体做的功与物体速度的关系，得到了下表的数据(注：每条橡皮筋拉长的长度都一样)： 实验次数l2345 橡皮筋条数13457小车速度v(ms-1)0.711.231.421.581.71(1)由表可得出定性结论： 。(2)设一条橡皮筋拉长到固定长度所做功为W0，大致画出橡皮筋所做的功W与小车速度v的图象。(画在右图坐标系中)(3)由图象大致可判断出W与v关系是： 。(4)填写下表的空白部分： 实验次数12345 橡皮筋做功W0 v2(ms-2) W与v的关系 七、误差分析1、由于忘记平衡摩擦力或没有完全平衡摩擦力对实验的影响。2、橡皮筋长度
7、、粗细不一，使得拉力及拉力的功与条数不成正比带来的误差。3、纸带上所打点的间距测量也会带来误差。4、作图描点带来的误差。【跟踪训练】1、如图所示，在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中，下列说法正确的是 ( )A为减小实验误差，长木板应水平放置B通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加C小车在橡皮筋拉力作用下做匀加速直线运动，当橡皮筋恢复原长后小车做匀速运动D应选择纸带上点距均匀的一段计算小车的速度2、如图所示，是某研究性学习小组做探究“功和物体速度变化的关系”的实验，图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形，这时，橡皮筋对小车做的功记为W。 当我们用2条、3条完全
8、相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次实验时，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放。小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。（1）除了图中的已给出的实验器材外，还需要的器材有 ；(填“秒表”、“天平”或“刻度尺”)（2）实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动，应采取的措施是 ；（3）每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的末速度，应选用上图所示纸带的 部分进行测量；（4）下面是本实验的数据记录表，请将第2次、第3次实验中橡皮筋做的功填写在对应的位置；（5）从理论上讲，橡皮筋做的功Wn和物体速度Vn变化的关系应是：Wn 。请你运用数据表中测定的数据在下图所示的坐标系中作出相应的图象验证理论的正确性；以下各物理量单位均是国际基本单位。橡皮筋做的功10个间隔的距离x/m10个间隔的时间t/s小车获得的速度vn小车速度的平方vn21W0.2000.220.2800.230.3000.240.4000.250.4500.2 - 3 -
