2019-2020年高中物理 7.6探究功與物體速度變化的關(guān)系教案02 新人教版必修2

1、2019-2020年高中物理7.6探究功與物體速度變化的關(guān)系教案02新人教版必修2一、教學(xué)目標(biāo)1、知識與技能1. 會用打點計時器打下的紙帶計算物體運(yùn)動的速度。2學(xué)習(xí)利用物體圖像探究功與物體速度變化的關(guān)系。2、過程與方法1. 通過用紙帶與打點計時器來探究功與速度的關(guān)系，體驗探究過程和物理學(xué)的研究方法。2. 實際探究過程中如何把變力做功這個問題解決。3. 情感、態(tài)度與價值觀1. 體驗探究的困難，享受成功的樂趣。2. 通過試驗探究，體會學(xué)習(xí)的快樂，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣；通過親身實踐，樹立“實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”的科學(xué)觀。二、教學(xué)重點學(xué)習(xí)探究功與速度變化關(guān)系的物理方法，并會利用圖像法處理數(shù)據(jù)。三、教學(xué)難

2、點1. 試驗數(shù)據(jù)的處理方法一一圖像法。2. 復(fù)雜問題的轉(zhuǎn)化方法。四、課時安排2課時五、教學(xué)過程新課導(dǎo)入：通過前面的學(xué)習(xí)，我們知道，功是能量變化的量度，一個力做功對應(yīng)著某種能量形式的變化，這個力做了多少功就對應(yīng)著有多少相應(yīng)能量的變化;重力做功對應(yīng)著重力勢能的改變、彈力做功對應(yīng)著彈性勢能的改變。并且由此我們也能夠確立重力勢能與彈性勢能的表達(dá)式。大家都知道，物體的動能與它的速度是密切相關(guān)的，而物體速度的變化又與它受的力有關(guān)，那么，為了探究物體做的功與動能的關(guān)系，我們這節(jié)課首先通過實驗探究力對物體做的功與物體速度變化的關(guān)系。一.探究思路見課本第17頁圖5.6-1，小車在橡皮筋的作用下彈出，沿長木板運(yùn)動

3、。橡皮筋提供做功的力，實驗中橡皮筋拉力做功，改變橡皮筋的條數(shù)就可以改變力做的功。打點計時器的作用是記錄小車運(yùn)動的速度的變化情況，小車的運(yùn)動信息可以用刻度尺測量后分析得出。這個實驗就是要探究橡皮筋做功與小車運(yùn)動速度變化之間的關(guān)系。問題1:實驗中需要用到什么儀器？（長木板、橡皮筋、小車、打點計時器、紙帶、復(fù)寫紙、電源、導(dǎo)線、刻度尺、木板、釘子）問題2：這個實驗要測量的數(shù)據(jù)有哪些？（橡皮筋做的功和紙帶上的點距）問題3：橡皮筋對物體的作用力是變力，并且它的變化情況和彈簧不一定一樣，怎樣測量橡皮筋對物體做功的功呢？（橡皮筋做的功很難測量）猜想：能不能不測量這個物理量呢？1. 復(fù)雜問題的轉(zhuǎn)化這里，我們并不

4、需要測出橡皮筋做功的具體數(shù)值，只要測出以后各次實驗時橡皮筋做功是第一次實驗時的多少倍。這對于本實驗已經(jīng)足夠了，這樣做大大地簡化了操作。具體操作如下：實驗時，假如一條橡皮筋拉到某個位置釋放對小車做的功為W,第二次、第三次實驗時，用完全相同的橡皮筋拉到與第一次相同的位置釋放（保持橡皮筋拉伸的長度都一樣），那么第二次、第三次實驗中橡皮筋對小車做的功就是第一次做的功的兩倍、三倍以后各次橡皮筋做的功就是2W、3W由于橡皮筋做功而使小車獲得的速度可以由紙帶和打點計時器測出，這樣進(jìn)行若干次（6次）測量，就得到若干組功和速度的數(shù)據(jù)。2. 橡皮筋的選擇（1）各次實驗用到的若干條橡皮筋必須完全一樣。一般市場上買的

5、橡皮筋粗細(xì)不能很好的保持一樣，不能保證每次實驗它們對小車的彈力在相同形變量情況下都相同。（2）一般的橡皮筋太粗，彈力太大，以至于用很少的橡皮筋就使小車獲得了很大的速度，不利于長度的測量和速度的計算。（3）建議：選擇服裝中使用的多股橡皮筋的松緊帶，外形有帶狀和圓柱狀。這樣能減小實驗誤差，使實驗?zāi)軌蝽樌剡M(jìn)行。二.實驗步驟（參考）1. 按圖裝好實驗器材，由于小車在運(yùn)動過程中會受到阻力，可以把長木板略微傾斜，用以平衡摩擦力。2先用一條橡皮筋進(jìn)行實驗，把橡皮筋拉伸到一定的長度，接好紙帶、接通電源、放開小車。3. 換用紙帶，改用2條、3條同樣的橡皮筋進(jìn)行第二次、第三次實驗，每次實驗中橡皮筋拉伸長度都相同

6、。4. 由紙帶算出小車獲得的速度，把第一次實驗獲得的功計為W,第二次、第三次計為W的幾倍值。5. 對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行估計，大致判斷兩個量可能的關(guān)系。三操作的技巧問題1:小車在運(yùn)動過程中會受到阻力，可以把長木板略微傾斜，用以平衡摩擦力。那么木板應(yīng)該傾斜到什么程度？（把小車靜止放在長木板上，輕推小車，小車可以做勻速直線運(yùn)動為標(biāo)準(zhǔn)）問題2：紙帶上的點距并不都是均勻的。應(yīng)該選用哪些點來確定小車的速度？為什么？（當(dāng)平衡摩擦力之后，在有橡皮筋作用的過程中點距仍然是不均勻的，那是因為這個過程中彈力做功的原因，當(dāng)彈力不做功時，也就是橡皮筋恢復(fù)原長之后。這時候在紙帶上打的點就是均勻的了，這時候利用兩點之間的距離和兩

7、點之間的時間就可以求出小車的末速度）問題3：小車的初速度是多少？（每次實驗都是從靜止開始，所以小車的初速度為0）四. 數(shù)據(jù)的記錄（參考表格）W/J/(ms-i)/(ms-2)/(ms-3)/(ms-i/2)123456注意：實驗表格的設(shè)計可以不拘形式，只要能記錄相關(guān)的實驗數(shù)據(jù)就行，不可強(qiáng)求千篇一律。五數(shù)據(jù)的處理（圖象處理）假設(shè)：1作出的功一速度曲線是一條直線，表明橡皮筋做的功與小車獲得的速度的關(guān)系是正比例關(guān)系，即W-；2如果不是直線，就可能是W*、W*,甚至是W-到底是哪種關(guān)系呢？先對測量結(jié)果進(jìn)行估計，大致判斷兩個量可能是什么關(guān)系。然后分別作出W-.W-JV-.W*圖象，從圖象中分析判斷W與的

8、關(guān)系。有條件的可以參考課本第18頁“做一做”欄目借助計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。探究結(jié)論：功與物體速度變化的關(guān)系為：W*六. 板書設(shè)計六探究功與物體速度變化的關(guān)系1. 實驗?zāi)繕?biāo)：探究功與物體速度變化的關(guān)系2實驗儀器：長木板、橡皮筋、小車、打點計時器、紙帶、復(fù)寫紙、電源、導(dǎo)線、刻度尺、木板、釘子3. 注意事項：（1）實驗裝置的選取(2) 平衡摩擦力(3) 橡皮筋的選擇(4) 橡皮筋的條數(shù)(5) 誤差分析2019-2020年高中物理7.6測定電源的電動勢和內(nèi)阻教案新人教版一、實驗?zāi)康?. 掌握用電壓表和電流表測定電源的電動勢和內(nèi)阻的方法；進(jìn)一步理解閉合電路歐姆定律.2. 掌握用圖象法求電動勢和內(nèi)阻的方法.

9、二、實驗原理1. 實驗依據(jù)：閉合電路歐姆定律2. 實驗電路：如右圖甲所示3. E和r的求解：由U=EIr得:fU=EIr11U=EIrI22<，解得：LIUIUE=EII12UU3II124. 作圖法數(shù)據(jù)處理，如右圖乙:(1) 圖線與縱軸交點為E.E(2) 圖線與橫軸交點為I短=；.短r(3) 圖線的斜率表示r賢.二、實驗器材電池（被測電源）、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙、鉛筆.四、實驗步驟1. 電流表用0.6A量程，電壓表用3V量程，按實驗原理圖甲連接好電路.2. 把變阻器的滑片移動到使阻值最大的一端.3. 閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)并記錄一組數(shù)據(jù)（11

10、、U1）.用同樣方法測量幾組I、U值.填入表格中.4. 斷開開關(guān)，拆除電路，整理好器材.五、數(shù)據(jù)處理本實驗中數(shù)據(jù)的處理方法，一是聯(lián)立方程求解的公式法，二是描點畫圖法.第1組第2組第3組第4組第5組第6組U/VI/A方法一：取六組對應(yīng)的U、I數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)滿足的關(guān)系式U1=EI1r、U2=EI2r、U3=E-I3r讓第1式和第4式聯(lián)立方程，第2式和第5式聯(lián)立方程，第3式和第6式聯(lián)立方程，這樣解得三組E、r,取其平均值作為電池的電動勢E和內(nèi)阻r的大小.方法二：以路端電壓U為縱軸、干路電流I為橫軸建立UI坐標(biāo)系，在坐標(biāo)平面內(nèi)描出各組（U,I）值所對應(yīng)的點，然后盡量多地通過這些點作一條直線，不在直線上的點

11、大致均勻分布在直線兩側(cè)，則直線與縱軸交點的縱坐標(biāo)即是電池電動勢的大?。ㄒ淮魏瘮?shù)的縱軸截距），直線的斜率大小即為電池的內(nèi)阻r.即r=AUI六、誤差分析1. 由讀數(shù)誤差和電表線性不良引起誤差.2. 用圖象法求E和r時，由于作圖不準(zhǔn)確造成的誤差.3. 本實驗采用的實驗原理圖甲所示的測量電路是存在系統(tǒng)誤差的，這是由于電壓表的分流Iv引起的，使電流表的示數(shù)I測小于電池的輸出電流I真.因為I真=I測+IV,而IV=U/RV,U越大，IV越大，U趨近于零時IV也趨近于零，所以此種情況下圖線與橫軸的交點為真實的短路電流，而圖線與縱軸的交點為電動勢的測量值，比真實值偏小.修正后的圖線如右上圖所示，顯然，E、r的

12、測量值都比真實值偏小，r測Vr真、E測VE真.4. 若采用如下圖甲所示電路，電流是準(zhǔn)確的，當(dāng)I很小時，電壓表的分流很小，但隨電壓的增大，電流I增大，電流表的分壓作用也逐漸增大.此種情況如下圖乙所示，所示測=E真、r測r真.R'1I©E,r七、注意事項1. 為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻應(yīng)選的大些（選用已使用過一段時間的干電池）.2. 在實驗中不要將I調(diào)得過大，每次讀完U和I的數(shù)據(jù)后應(yīng)立即斷開電源，以免干電池在大電流放電時極化現(xiàn)象嚴(yán)重，使得E和r明顯變化.3. 測出不少于6組I、U數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些，用方程組求解時，類似于逐差法，要將測出的I、U數(shù)據(jù)中，第1和第4

13、組為一組，第2和第5組為一組，第3和第6組為一組，分別解出E、r值再求平均.4. 在畫UI圖線時，要使盡可能多的點落在這條直線上，不在直線上的點應(yīng)對稱分布在直線兩側(cè)，不要顧及個別離開直線較遠(yuǎn)的點，以減小偶然誤差.5. 干電池內(nèi)阻較小時，U的變化較小，此時，坐標(biāo)圖中數(shù)據(jù)點將呈現(xiàn)如下圖甲所示的狀況，使下部大面積空間得不到利用.為此，可使縱坐標(biāo)不從零開始而是根據(jù)測得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)值開始（橫坐標(biāo)I必須從零開始），如圖乙所示，并且把縱坐標(biāo)的比例放大，可使結(jié)果的誤差減小.此時圖線與橫軸交點不表示短路電流，而圖線與縱軸的截距仍為電動勢.要在直線U上任取兩個相距較遠(yuǎn)的點，用r=R計算出電池的內(nèi)阻r.W/VTi/r1.51.00.5-011*-0.20.40.6"/A5432100.20.40.60.87/A甲乙八、實驗改進(jìn)由于在測量電路中，電壓表的分流作用和電流表的分壓作用，因此給實驗帶來了系統(tǒng)誤差,以下