探討功與速度轉(zhuǎn)變的關(guān)系

1、實(shí)驗(yàn)：探討功與速度轉(zhuǎn)變的關(guān)系知識(shí)與技術(shù)教學(xué)目標(biāo)1.會(huì)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)的速度.2,學(xué)習(xí)利用物理圖象探討功與物體速度轉(zhuǎn)變的關(guān)系.教學(xué)里點(diǎn)1、學(xué)習(xí)探討功與速度轉(zhuǎn)變關(guān)系的物理方式2、會(huì)利用圖象法處置數(shù)據(jù)尋覓w與v的關(guān)系.教學(xué)難點(diǎn)1 .實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處置方式一一圖象法.2 .實(shí)驗(yàn)進(jìn)程中的標(biāo)準(zhǔn)操作（實(shí)驗(yàn)條件的操縱）.進(jìn)程與方式1 .通過紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來探討功與速度的關(guān)系，體驗(yàn)探討進(jìn)程和物理學(xué)的研究方式2 .實(shí)際探討進(jìn)程中如何把變力做功那個(gè)問題解決.情感態(tài)度與價(jià)值觀1 .體驗(yàn)探討的困難，享受成功的樂趣.2 .通過實(shí)驗(yàn)探討，體會(huì)學(xué)習(xí)的歡樂，激發(fā)學(xué)習(xí)的愛好：通過切身實(shí)踐，樹立”實(shí)踐是查驗(yàn)真理的唯

2、一標(biāo)準(zhǔn)”的科學(xué)觀.教學(xué)進(jìn)程溫習(xí)導(dǎo)入教師出示問題：1 .重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系？重力勢(shì)能的表達(dá)式？（重力做功與途徑無關(guān).重力勢(shì)能是物體和地球那個(gè)系統(tǒng)所共有的，具有相對(duì)性.重力做功等于重力勢(shì)能增量的相反數(shù)，即1%=-AEP=mgh-mgh2）2 .彈力做功與彈性勢(shì)能的關(guān)系？彈簧彈性勢(shì)能的表達(dá)式？（發(fā)生彈性形變的物體各部份之間存在彈性勢(shì)能，和重力勢(shì)能一樣，彈性勢(shì)能也具有相對(duì)性且彈力做的功等于彈性勢(shì)能增量的相反數(shù).KPIV.=J心：）3、物體動(dòng)能的含義是什么？（物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量）4、箭的動(dòng)能從無到有什么緣故會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)變?足球的動(dòng)能又什么緣故發(fā)生改變？由于弓對(duì)箭做了功和運(yùn)動(dòng)員對(duì)足球做了功。（學(xué)生

3、討論）請(qǐng)同窗們依照上面的例子總結(jié)一下：改變物體動(dòng)能的緣故是什么？（師總結(jié)）改變更能的緣故是外力對(duì)物體做了功，而物體的動(dòng)能與物體的速度緊密相關(guān)。因此要探討功與動(dòng)能轉(zhuǎn)變的關(guān)系，第一要探討功與速度轉(zhuǎn)變的關(guān)系。（教師投影出示問題）1 .該探討實(shí)驗(yàn)的目的、實(shí)驗(yàn)所需要的器材及實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路.2 .講義中利用不同數(shù)量的橡皮筋拉動(dòng)小車做功，對(duì)此，你有何熱悉?如何選擇橡皮筋才盡可能減小誤差？3 .實(shí)驗(yàn)時(shí)為何要平穩(wěn)摩擦力？如何平穩(wěn).？4 .實(shí)驗(yàn)中如何來測(cè)定小車的速度?如何從紙帶上分析出小車在通過B點(diǎn)時(shí)的速度？(學(xué)生活動(dòng))帶著問題閱讀課文，試探、交流、解決問題，學(xué)生代表發(fā)言.(師生互動(dòng))：學(xué)生代表在回答下列問題進(jìn)程

4、中，教師給予評(píng)判、引導(dǎo)，使問題的答案準(zhǔn)確、標(biāo)準(zhǔn).(知識(shí)點(diǎn)介紹)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1)通過實(shí)驗(yàn)探討力對(duì)物體做的功與物體速度轉(zhuǎn)變的關(guān)系.(2)體會(huì)探討的進(jìn)程和所用的方式.實(shí)驗(yàn)器材：木板、小車、橡皮筋、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及電源、紙帶等.設(shè)計(jì)思路：如圖所示(D設(shè)法讓橡皮筋對(duì)小車做的功分別為W、2W、3W(2)由紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器分別測(cè)出小車獲得的速度5、5、5(3)以橡皮舫對(duì)小車做的功為縱坐標(biāo)(以第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的功W為單位),小車獲得的速度為橫坐標(biāo)作出W-v曲線.(4)如果W-b曲線是一條直線，表明卬8»；如果不是有線，可看手考慮是否存在下列關(guān)系：、W8j、卬，(5)根據(jù)卬-力草圖,大致判斷兩個(gè)后可能是什么關(guān)

5、系如果認(rèn)為很可能是W8J,就做出W-/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實(shí)驗(yàn)步驟：1、將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在一塊平板上，讓紙帶的一端夾在小車后端，另一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。將平板安裝有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端適當(dāng)墊高，調(diào)整高度，直至輕推小車后使小車恰能在板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)為止(打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)跡較均勻)，如此就平穩(wěn)了摩擦力。二、將橡皮筋固定在小車前端。拉長(zhǎng)橡皮筋使小車位于靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，記下小車位置。接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，釋放小車。3、用2條、3條、4條、5條橡皮筋別離代替1條橡皮筋重做實(shí)驗(yàn)，保證每次釋放小車的位置相同，即橡皮筋被拉長(zhǎng)的長(zhǎng)度相同。4、在上述實(shí)驗(yàn)中打出的5條紙帶中，別離找

6、出小車開始近似做勻速運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)，并別離測(cè)出勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度也、V,、V,、5、V-五、成立直角坐標(biāo)系，用縱坐標(biāo)表示力對(duì)物體做的功，用橫坐標(biāo)表示物體的速度v或速度的平方，指點(diǎn)、連線，得出結(jié)論-合外力做的功與速度的平方成正比，即力對(duì)物體做的功與物體速度的平方成正比。實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：1 .躲開變力功的計(jì)算，用倍數(shù)表示功橡皮筋在被拉伸直到恢恢復(fù)長(zhǎng)的進(jìn)程中對(duì)小車做功，橡皮筋拉小車時(shí)的作使勁是變力,咱們不能直接用恒力功公式求變力做功問題，但選用相同的橡皮筋，且伸長(zhǎng)量都一樣時(shí)，檬皮條數(shù)量的關(guān)系確實(shí)是做功多少的關(guān)系，因此，能夠不需求出變力功的大小，就明白功的關(guān)系.市售的橡皮筋粗細(xì)不一，一致性差，彈力偏大.不同的橡

7、皮筋之間的彈力不同也較大,不能知足本實(shí)驗(yàn)的要求.而且用至少4根以上時(shí)彈力過大，使打出的紙帶點(diǎn)數(shù)過少，以致找不出小車不受力勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)所打出的點(diǎn).可選擇服裝中利用的多股橡皮筋的松緊帶，要認(rèn)真地剪成單股.點(diǎn)撥：這種做法巧妙地回避了具體功數(shù)值的計(jì)算，可使問題簡(jiǎn)化，但對(duì)橡皮筋的要求比較高。2 .平穩(wěn)摩擦力實(shí)驗(yàn)中的小車不可幸免地要受摩擦力的作用，摩擦力對(duì)小車做負(fù)功，咱們研究拉力對(duì)小車做功和速度的關(guān)系，應(yīng)排除其他力的阻礙.可將木板的一端稍墊高，輕推小車，觀看小車是不是做勻速運(yùn)動(dòng)，使重力的分力與摩擦力相平穩(wěn)，排除摩擦力的阻礙人Fn強(qiáng)調(diào)注意事項(xiàng)：(1)、平穩(wěn)摩擦力時(shí)應(yīng)將木板放有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端墊高，小車不連橡皮

8、筋，尾部固定一紙帶，輕推小車使小車沿木板向下能做勻速運(yùn)動(dòng)。(2)、若是紙帶上打出的點(diǎn)間距是均勻的，說明小車做勻速運(yùn)動(dòng)3 .速度的測(cè)定(1)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來測(cè)速度；選取紙帶上的點(diǎn)時(shí)，應(yīng)選點(diǎn)間距均勻的那一段紙帶來計(jì)算小車的速度，因?yàn)檫@一段是橡皮筋對(duì)小車做功完畢時(shí)的情形，具體操作是在紙帶上選取間距均勻的點(diǎn)來確信小車取得的速度,即v=二2T(2)用頻閃照相來測(cè)速度：(3)用傳感器借助運(yùn)算機(jī)來測(cè)速度.4、實(shí)驗(yàn)中物體應(yīng)從靜止釋放，初速度為零。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處置將取得的一組(W,V)值描點(diǎn)于w-V坐標(biāo)平面內(nèi)，從點(diǎn)的散布情形來大致判定應(yīng)該是什么樣的曲線，然后別離試探畫出W與V、W與/、W與/、W與J7間的圖象.因?yàn)?/p>

9、直線關(guān)系最容易判定兩個(gè)物理量的關(guān)系，因此通過試探，找出哪一組是正比關(guān)系，最后確信功與速度的最終關(guān)系，也可借助運(yùn)算機(jī)來進(jìn)行分析、整理.畫圖線時(shí)應(yīng)畫成滑膩的曲線，不能連成折線：在畫直線時(shí)應(yīng)盡可能使點(diǎn)落在直線上，不能落在直線上的點(diǎn)應(yīng)均勻散布在直線的雙側(cè)，如圖甲、乙所示.甲乙教師活動(dòng)：要求學(xué)生根據(jù)實(shí)臉的設(shè)計(jì)思路,歸納進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的步驟分小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，教師觀看學(xué)生實(shí)驗(yàn)，及時(shí)給予幫助或引導(dǎo)學(xué)生活動(dòng)：歸納實(shí)驗(yàn)步驟,按步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)點(diǎn)評(píng)：咱們無法直接有一些數(shù)據(jù)得出規(guī)律性的結(jié)論，可用圖像法來處置數(shù)據(jù)，并能夠盡可能的舍棄由于偶然誤差顯現(xiàn)的數(shù)據(jù).還能夠使探討的物理量之間的關(guān)系更明確、更清楚直觀。例如本節(jié)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)做出w與V

10、的圖線關(guān)系不甚明確時(shí)，可改用W與V二的關(guān)系使探討結(jié)論更形象直觀。實(shí)驗(yàn)誤差：一、誤差的來源之一是橡皮筋的長(zhǎng)度、粗細(xì)不一，使橡皮筋的拉力與橡皮筋的條數(shù)不成正比,因此實(shí)驗(yàn)中應(yīng)盡可能選用長(zhǎng)度和規(guī)格相同的橡皮筋。2.因?yàn)橄鹌そ罾^大，小車取得的速度比較大，加上實(shí)驗(yàn)次數(shù)少，所取點(diǎn)數(shù)也少，使在描W-v圖線上各點(diǎn)時(shí)，各對(duì)應(yīng)點(diǎn)近似呈線性關(guān)系，而誤得結(jié)論W與v成線性關(guān)系解決方式：實(shí)驗(yàn)中一方而盡可能選用勁度系數(shù)小的橡皮筋：第二方而盡可能保證紙帶上打出足夠多的點(diǎn)：第三方面可在小車上加硅碼，增大小車質(zhì)量，使小車取得的速度不致過大，第四方而在畫圖時(shí)加大縱坐標(biāo)的單位長(zhǎng)度，從而所刻畫出的W-v圖線為拋物線形狀比較明顯。第五

11、方而從原點(diǎn)0開始刻畫圖線拓展：改良方案在上述設(shè)計(jì)方案中，咱們是通過平穩(wěn)摩擦力來排除拉力之外的力做功的，還用紙帶上的點(diǎn)計(jì)算速度，略微麻煩些，隨著科技的進(jìn)展，咱們此刻還能夠用氣墊導(dǎo)軌來最大限度的減少摩擦力，用光電門代替打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)時(shí)刻計(jì)算速度。展現(xiàn)氣墊導(dǎo)軌、光電門，簡(jiǎn)單介紹實(shí)驗(yàn)器材的原理?；衅鞅粴鈮|托起來懸浮于空中，進(jìn)而達(dá)到無摩擦力成效。咱們用兩個(gè)光電門之間的距離除以穿過兩個(gè)光電門的時(shí)刻，即能夠計(jì)算出滑塊在兩光電門之間的平均速度。若是咱們把兩個(gè)光電門之間的距離盡可能縮小，那計(jì)算的平均速度就越接近瞬時(shí)速度，因此咱們?nèi)晒怆婇T距離為4cm,用4cm除以計(jì)數(shù)器上讀取的時(shí)刻取得的速度來代替該位置的瞬時(shí)速

12、度。課堂練習(xí)一、回答1 .假想假設(shè)不平穩(wěn)摩擦，紙帶上的點(diǎn)會(huì)是什么樣的?平穩(wěn)摩擦以后，紙帶上的點(diǎn)又是什么樣的？2 .紙帶上的點(diǎn)距并非都是均勻的，應(yīng)該選用哪些點(diǎn)距來確信小車的速度?什么緣故？3 .在改變橡皮筋的條數(shù)后，什么緣故要把小車?yán)较嗤奈恢冕尫?不如此做會(huì)顯現(xiàn)什么現(xiàn)象？答案：1 .假設(shè)不平穩(wěn)摩擦，小車在開始時(shí)受橡皮筋的拉力和摩擦力.拉力慢慢變小，摩擦力不變.在兩個(gè)力相等前做加速度愈來愈小的加速運(yùn)動(dòng)，兩力相等時(shí)速度達(dá)到最大.以后兩力的合力方向與速度方向相反，合力開始做負(fù)功，做加速度愈來愈大的減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)橡皮筋恢恢復(fù)長(zhǎng)后僅受摩擦力，做勻減速直線運(yùn)動(dòng).故紙帶上的點(diǎn)是兩頭密、中間疏，幾乎找不到間距

13、相等的點(diǎn).平穩(wěn)摩擦后，小車開始做加速度愈來愈小的加速運(yùn)動(dòng)，橡皮筋恢恢復(fù)長(zhǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故點(diǎn)跡是開始密，愈來愈疏，以后間距相等.2 .由上述分析可知，平穩(wěn)摩擦后，紙帶上的點(diǎn)并非都是均勻的.在小車做加速運(yùn)動(dòng)的進(jìn)程中，橡皮筋還在繼續(xù)對(duì)小車做功，恢恢復(fù)長(zhǎng)，做功完畢.小車做勻速運(yùn)動(dòng)，因此咱們要選擇點(diǎn)距相等的點(diǎn)來確信小車的速度.具體做法：測(cè)出點(diǎn)距相等的n個(gè)點(diǎn)間的位移x,xV=(-1)73 .由上一行探討已經(jīng)明白，性能相同彈簧或橡皮筋的彈性勢(shì)能只與形變量有關(guān)且形變量相同彈性勢(shì)能相同.每次必需拉至相同位置，目的是保證每次實(shí)驗(yàn)每條橡皮筋的彈性勢(shì)能相同,如此橡皮筋的條數(shù)與彈性勢(shì)能成正比，使得做的功與橡皮筋的條

14、數(shù)成正比.隨著橡皮筋條數(shù)的增多，做功別離為w、2W、3W假設(shè)不嚴(yán)格拉至同一名置，就不知足上述情形，造成較大誤差二、典型例題例1關(guān)于探討功與物體速度轉(zhuǎn)變的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是（）A.每次實(shí)驗(yàn)必需設(shè)法算出橡皮筋對(duì)小車做功的具體數(shù)值B.每次實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度沒有必要維持一致C.放小車的長(zhǎng)木板應(yīng)該盡可能使其水平D,先接通電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出解析：本實(shí)驗(yàn)沒有必要測(cè)出橡皮筋做的功究竟是多少焦耳，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，R錯(cuò).每次實(shí)驗(yàn)橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度必需維持一致，只有如此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，

15、B錯(cuò).小車運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力，只有使木板傾斜到必然程度，才能減小誤差，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)器開始工作，然后再讓小車在橡皮筋的作用下彈出，D正確.答案：D點(diǎn)評(píng)：做實(shí)驗(yàn)前，要先了解探討的內(nèi)容、思路、方式，才能對(duì)實(shí)驗(yàn)中存在的問題進(jìn)行正確處置.例2某同窗在探討功與物體速度轉(zhuǎn)變的關(guān)系時(shí)取得了W與v的一組數(shù)據(jù)，請(qǐng)你對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處置，并確信w與v之的關(guān)系.W0.001.002.003.004.005.00u/(m§')0.000.801.101.281.53L760.000.641.211.642.343.103.57解析：以w為抓坐標(biāo)."為橫坐標(biāo).作出w-V

16、曲線.以W為縱坐標(biāo)，一為橫坐標(biāo)，作出W-v1的戲.由圖象可看出：Woe".點(diǎn)評(píng)：用圖象法分析兩物理量之間的關(guān)系，很直琬.也很清晰.某同學(xué)在探究功與物體速度變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中,設(shè)計(jì)了如圖5-6-4所示的實(shí)驗(yàn).將紙帶固定在重物上,讓紙帶穿過電火花計(jì)時(shí)器或打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.先用手提著紙帶,使重物辭止在靠近計(jì)時(shí)器的地方.然后接通電源，松開紙帶，讓重物自由下落,計(jì)時(shí)費(fèi)就在紙帶上打下一系列小點(diǎn).得到的紙帶如圖5-6-5所示,0點(diǎn)為計(jì)時(shí)器打卜的第1個(gè)點(diǎn).該同學(xué)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了下列處理:取0A=A3=BC,并根據(jù)紙帶算出了A、5、C三點(diǎn)的速度分別為外=0.12m/s>vB=0.17m/s,卬=0.21m/s