高中物理人教版高中必修第七章機械能守恒定律探究功與速度的變化關系

探究功與速度的變化關系教材分析與教學重點學情分析與教學難點實驗設計與實驗過程一、教材分析與教學重難點重力做功的特點和重力勢能的表達式彈力做功和彈性勢能變化的關系動能與速度大小有關功速度二、學情分析和教學難點實驗方案設計實驗數(shù)據(jù)采集實驗數(shù)據(jù)分析三、實驗教學過程（引入）小游戲大道理請同學們用老師設計的弓箭，射擊目標靶觀察并思考看到的現(xiàn)象游戲中的發(fā)現(xiàn)1、箭沒有射擊靶，主要是因為沒有獲得足夠大的初速度

2、發(fā)射距離不變的情況下，一根橡皮筋沒有使弓箭獲得相應的速度，而多根橡皮筋使弓箭有了相應的速度3、橡皮筋做的功與弓箭射出時的速度有什么關系？知識探究方案一借助恒力做功探究功與速度變化的關系1.原理重物通過滑輪牽引小車，當小車的質量比重物大得多時，可以把重物所受的

當做小車受到的牽引力.如圖1所示.圖1與改變重物的質量或者改變小車運動的

，也就改變了牽引力做的功，從而探究牽引力做的功小車獲得的速度間的關系.距離重力方案二借助變力做功探究功與速度變化的關系1.原理使小車在橡皮筋的作用下彈出，如圖2所示.圖2探究思路（1）我們是否必須測出橡皮筋做功的具體數(shù)值？我們用每次增加橡皮筋的條數(shù)來改變功的大小。橡皮筋的拉力是變力，無法直接進行測量計算。知道比例關系也可以（2）如何改變每次做功的大小？探究一、橡皮筋對小車做功的測量方法拉伸長度相同，保證每根橡皮筋做功相同（3）每次實驗對橡皮筋的長度有什么要求？如果一條橡皮筋對小車做功為W，則兩條橡皮筋做功為2W，三條為3W，依次類推，每次做功都可以用W的倍數(shù)來表達。這種處理方法叫倍增法。探究思路探究一、橡皮筋對小車做功的測量方法探究二、實驗方案的設計實驗器材：木板、小車、橡皮筋(若干）、打點計時器、電源、紙帶、釘子等探究思路GNfF思考1：小車在運動中，只有橡皮筋的拉力做功嗎？

探究思路斜面法平衡摩擦力GNfF小車能夠勻速運動！探究思路思考1：小車在運動中，只有橡皮筋的拉力做功嗎？

思考2：小車在平衡摩擦力后做什么性質的運動？先加速運動，再勻速運動探究思路取點跡清晰，間距較大且點距相等的一段，求出點距相等一段的平均速度，即為小車勻速運動的速度，即小車加速后獲得的速度。

應該選中間清晰均勻的點探究思路思考3：紙帶上的點，間距并不都是均勻的，應該采用什么樣的點來計算小車速度，為什么？1．按圖裝好實驗器材，把木板稍微傾斜，平衡阻力；2．先用一條橡皮筋做實驗，把橡皮筋拉長到一定的位置，理好紙帶，接通電源，釋放小車；3．換用紙帶，改用2條、3條……同樣的橡皮筋進行實驗，保持每次實驗中橡皮筋拉長的長度相同；4．由紙帶算出小車獲得的速度，把小車第一次獲得的功計為W，第2次，第3次……計為2W，3W

…實驗步驟數(shù)據(jù)處理從得到的數(shù)據(jù)可看出：W越大,v越大猜一猜:W與v可能有何關系？如何找到功與速度的關系？數(shù)據(jù)處理改變橡皮筋的條數(shù)，橡皮筋對小車做的功分別是一條橡皮筋做功時的相應

，測出小車被彈出后的速度，能夠找到橡皮筋對小車做的功與小車速度的關系.倍數(shù)2.實驗步驟(1)按如圖2所示安裝儀器.(2)平衡摩擦力.(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，設此時橡皮筋彈力對小車做功為W，并將測得的數(shù)據(jù)記入表格.(4)換用2條、3條、4條……同樣的橡皮筋做實驗，并使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.3.數(shù)據(jù)處理(1)速度數(shù)值的獲得：實驗獲得的是如圖3所示的紙帶，為探究橡皮筋彈力做功與小車速度的關系，需要測量的是彈力做功結束時小車的速度，即小車做勻速運動的速度.所以，應該在紙帶上測量的物理量是圖中間隔均勻的點A1、A3間的距離x，小車此時速度的表達式為v＝

，其中T是打點計時器的打點周期.圖3利用圖像可以找到兩個量的關系畫W－v圖像、W—v2圖像……WWWW數(shù)據(jù)處理4.注意事項(1)實驗時選擇粗細、形狀、長度、材料完全相同的橡皮筋.(2)每次實驗時都讓小車從同一位置由靜止釋放，即保證每次實驗中橡皮筋拉伸的長度都保持一致.(3)實驗中不必測出功和速度的具體數(shù)值，只要測出以后各次實驗時做的功是第一次實驗時的多少倍即可.(4)平衡摩擦力時，不要拴橡皮筋，但應連著紙帶且接通電源.(5)打出的紙帶上的點間距并不都是均勻的，應選取點