《實驗：探究功與速度變化的關(guān)系》教案2

1、實驗：探究功與速度變化的關(guān)系教案一、教學(xué)目標（一）知識與技能1、知道探究活動須測定功與速度兩個物理量；2、會利用打點計時器打出的紙帶計算物體運動的速度；3、會運用物理圖象探究功與物體速度變化的關(guān)系。（二）過程與方法1、體驗實驗方案確定過程的探究思路；2、體驗實驗操作過程中控制實驗條件的方法；3、體驗通過實驗數(shù)據(jù)處理尋找物理量間變化關(guān)系的方法。（三）情感態(tài)度與價值觀通過親身實踐體會， 領(lǐng)略探究過程中避繁就簡的方法選擇， 感受實驗探究的快樂， 形成“實踐是檢驗真理的唯一標準”的科學(xué)觀，培養(yǎng)科學(xué)思維方式與能力。二、教學(xué)重點探究思路，功與速度變化的關(guān)系。三、教學(xué)難點1、變力功的計算（倍增法）。2、從尋

2、找 w-v關(guān)系轉(zhuǎn)向?qū)ふ襴-v關(guān)系（圖像法）。四、課時安排1 課時五、教學(xué)準備多媒體課件、粉筆、圖片。六、教學(xué)過程新課導(dǎo)入：“在很早的時候人們就認識到 , 要想使物體運動是要付出代價的” , 在現(xiàn)實生活中我們也經(jīng)常遇到這樣的例子: 要想使汽車運動起來是要消耗汽油的 ; 要想使火箭獲得一個很大的速度 , 從而飛向太空, 這同樣要消耗大量的燃料 ; 要想使鉛球、鐵餅等物體獲得初速度從而把它們投擲出去，這也需要運動員耗費大量的體力。以上各種現(xiàn)象中，要使物體獲得的速度越大，需要付出的代價也越高。 這說明了什么物理 問題。新課講解：一、探究的思路1、閱讀課文，說出該探究實驗的目的、實驗所需要的器材及實驗的

3、設(shè)計思路。2、課本中利用不同數(shù)目的橡皮筋拉動小車做功，對此，你有何認識？怎樣選擇橡皮筋才盡可能減小誤差？3、實驗時為何要平衡摩擦力 ？如何平衡？4、實驗中如何來測定小車的速度 ？如何從紙帶上分析出小車在通過b點時的速度？實驗?zāi)康模?、通過實驗探究力對物體做的功與物體速度變化的關(guān)系。2、體會探究的過程和所用的方法。實驗器材：木板、小車、橡皮筋、打點計時器及電源、紙帶等。設(shè)計思路：如圖所示1、設(shè)法讓橡皮筋對小車做的功分別為w 2w 3w2、由紙帶和打點計時器分別測出小車獲得的速度vi、v2、v33、以橡皮筋對小車做的功為縱坐標（以第一次實驗時的功 w為單位，小車獲得的速度為橫坐標，作出w-v曲線。

4、4、如果w-v曲線是一條直線，表明w匯v;如果不是直線，可著手考慮是否存在下列關(guān)系：w8v2、w v3、m vv5、根據(jù)wv草圖，大致判斷兩個量可能是什么關(guān)系。如果認為很可能是 wv2,就做出w2曲線，如果這條曲線是一條直線，就可以證明你的判斷是正確的。注意事項:1、橡皮筋拉小車時的作用力是變力 , 我們不能求變力做功問題 , 但選用相同的橡皮筋,且伸長量都一樣時, 橡皮條數(shù)目的關(guān)系就是做功多少的關(guān)系 , 因此 , 可以不需求出變力功的大小 , 就知道功的關(guān)系。2、 市售的橡皮筋粗細不一, 一致性差 , 彈力偏大。 不同的橡皮筋之間的彈力差異也較大,不能滿足本實驗的要求。 而且用至少4 根以上

5、時彈力過大, 使打出的紙帶點數(shù)過少, 以致找不出小車不受力勻速運動時所打出的點?？蛇x擇服裝中使用的多股橡皮筋的松緊帶, 要仔細地剪成單股。3、 實驗中的小車不可避免地要受摩擦力的作用 , 我們研究拉力對小車做功和速度的關(guān)系應(yīng)排除其他力的影響?？蓪⒛景宓囊欢松詨|高 , 輕推小車 , 觀察小車是否做勻速運動, 使重力的分力與摩擦力相平衡, 消除摩擦力的影響。4、 (1) 用打點計時器來測速度 ;(2) 用頻閃照相來測速度 ;(3) 用傳感器借助計算機來測速度。由于實驗器材和每次操作過程的分散性 , 尤其是橡皮筋不可能做到各條之間的長度、粗細完全一致, 使得每次改變橡皮筋的條數(shù)以后, 紙帶上反映小車

6、勻速運動階段的點數(shù), 和這些點的位置不一定出現(xiàn)在事先設(shè)定的 b 點 , 可能在 b 點前后。這是因為小車在幾條橡皮筋拉動下運動至 b 點時 , 還可能受到其中某條橡皮筋的拉力。 因此對紙帶上的點要進行分析, 方法是比較 b 點之前及 b 點之后若干個相鄰兩點間的距離是否基本相同。 選擇相鄰距離基本相同的若干個點作為小車的勻速運動階段, 用這些點計算小車的速度。二、操作的技巧教師活動：利用多媒體展示問題 , 讓學(xué)生思考、回答。問題： 1、 設(shè)想若不平衡摩擦, 紙帶上的點會是什么樣的?平衡摩擦之后, 做該實驗紙帶上的點又是什么樣的 ?2、紙帶上的點距并不都是均勻的 , 應(yīng)該選用哪些點距來確定小車的

7、速度? 為什么 ?3、在改變橡皮筋的條數(shù)后 , 為什么要把小車拉到相同的位置釋放?不這樣做會出現(xiàn)什么現(xiàn)象 ?學(xué)生活動: 分組討論。師生互動: 學(xué)生發(fā)言, 教師點評、總結(jié)。明確 :1 、 若不平衡摩擦, 小車在開始時受橡皮筋的拈力和摩擦力。 拉力逐漸變小, 摩擦力不變。在兩個力相等前做加速度越來越小的加速運動, 兩力相等時速度達到最大。之后兩力 的合力方向與速度方向相反，合力開始做負功，做加速度越來越大的減速運動 ，當(dāng)橡皮筋恢復(fù) 原長后僅受摩擦力，做勻減速直線運動。 故紙帶上的點是兩頭密、 中間疏，幾乎找不到間距相 等的點。平衡摩擦后，小車開始做加速度越來越小的加速運動，橡皮筋恢復(fù)原長后彳勻速直

8、線運動，故點跡是開始密，越來越疏，之后間距相等。2、由上述分析可知，平衡摩擦后，紙帶上的點并不都是均勻的。在小車做加速運動的過 程中，橡皮筋還在繼續(xù)對小車做功，恢復(fù)原長，做功完畢。小車做勻速運動，因此我們要選擇點距相等的點來確定小車的速度。具體做法：測出點距相等的n個點間的位移x,v=一x一。(n-1)t3、由上一節(jié)探究已經(jīng)知道 ,彈簧或橡皮筋彈性勢能為-kx2o每次必須拉至相同位置,2目的是保證每次實驗每條橡皮筋的彈性勢能相同，這樣橡皮筋的條數(shù)與彈性勢能成正比，使得做的功與橡皮筋的條數(shù)成正比。隨著橡皮筋條數(shù)的增多，做功分別為ww 2w 3w若不嚴格拉至同一位置，就不滿足上述情況，造成較大誤差

9、。三、數(shù)據(jù)的處理教師活動：提出問題，讓學(xué)生思考，回答。問題：1、對于實驗所得到的數(shù)據(jù)，我們?nèi)绾翁幚恚?、描繪圖象時我們應(yīng)注意哪些問題？學(xué)生分析、思考、回答：師生互動：學(xué)生回答，教師點評，引導(dǎo)。明確：1、將得到的一組(w,v)值描點于 w-v坐標平面內(nèi)，從點的分布情況來大致判斷應(yīng)該是什么樣的曲線，然后分別試探畫出 w與v、w與v2、w與v3、w與jv之間的圖象。因為直 線關(guān)系最容易判斷兩個物理量的關(guān)系 ，所以通過試探，找出哪一組是正比關(guān)系，最后確定功與 速度的最終關(guān)系，也可借助計算機來進行分析、整理。2、數(shù)據(jù)處理同樣體現(xiàn)了探究問題的思路，在wv坐標系中描繪出 w v的各對應(yīng)點后，既要觀察各點的位置關(guān)系，又要思考這些點之間應(yīng)有的函數(shù)關(guān)系。由于實驗誤差，這些點的位置有可能表現(xiàn)為直線分布，也可能表現(xiàn)為曲線分布。一般呈直線分布的原因是由于橡皮筋的拉 力較大，小車的速度比較大，加之實驗次數(shù)少，所取的點數(shù)也少，使w v各對應(yīng)點近似成線性 分布。可以從兩方面解決：在小車上加祛碼，增大小車質(zhì)量，使小車速度不致過快；另外在畫圖 時加大縱坐標的單位長度。從原點。開始描繪圖線也可以避免畫成直線。畫圖線