高中物理 7.6 实验：探究功与速度变化的关系学案（含解析）新人教版必修2-新人教版高中必修2物理学案

6 实验:探究功与速度变化的关系学习目标1.明确实验原理,通过实验探究 W 与 v 的关系;2.通过实验掌握平衡摩擦力的方法;3.学习利用物理图象探究功与物体速度变化的关系.自主探究1.对物体做功需要具备什么条件?2.根据初中所学请回忆,物体由于运动而具有的能叫什么能?它与哪些因素有关?3.在前几节通过对做功的探究,得到了重力势能和弹性势能的表达式,能否利用同样的思路和方法得到动能的表达式?合作探究一、研究分析,提出预案要通过实验探究“外力做功和速度变化的关系”,你能提出什么预案?(可参考实验“用打点计时器测速度”、“用打点计时器研究自由落体运动”等实验方案)二、合作探究,分组实验(本课实验借鉴教材第 70 页参考案例二)1.实验仪器:2.思考与讨论:(1)探究中,我们能否测出橡皮筋做功的具体数值?若不能,可采取什么措施?(2)为了达到各次实验中橡皮筋做的功成倍增加,即实现倍增,对每次实验中橡皮筋的伸长量有什么要求?你想出了什么办法?(3)小车在木板上运动时会受到阻力,可以采用什么方法进行补偿?(4)纸带上的点距并不都是均匀的,应该采用哪些点距来计算小车的速度?为什么?(5)小车获得的速度怎样计算?(6)实验完毕后,用什么方法分析橡皮筋对小车做的功与小车速度的关系?3.拟定步骤,进行实验A.先将轨道置于水平桌面上,将打点计时器固定在轨道上,让纸带的一端夹在小车后端,另一端穿过打点计时器.将轨道安装有打点计时器的一端适当调高,直至轻推小车后使小车恰能在板上做匀速直线运动为止.B.将橡皮筋固定在小车前端.拉长橡皮筋使小车位于靠近打点计时器处,接通计时器电源,释放小车.C.用 2 条、3 条、4 条、5 条橡皮筋分别代替 1 条橡皮筋重做实验,保证每次释放小车的位置相同,即橡皮筋被拉长的长度相同.D.在上述实验中打出的 5 条纸带中,分别找出小车开始近似做匀速运动的点,并分别测出匀速运动时的速度 v1、v2、v3、v4、v5.E.以功为纵轴(第一次橡皮筋做的功为纵轴的单位长度),以速度为横轴,建立坐标系,用描点法作出 W v 图象,看是否是直线.若不是,再作 W v2、W v3……图象,最终确定功与速度的函数关系.三、处理数据,得出规律1.自主设计记录实验数据的表格:W/Jx/mv/(m·s-1)v2/(m2·s-2)123456探究实验的数据分析:为了清晰地显示出功与速度变化的关系,数据分析时可以采用图象分析法.如果作出 是一条直线,表明橡皮筋做的功与小车获得的速度的关系是正比例关系,即 W∝v 如果不是直线,就可能是 W∝v2、W∝v3,甚至 W∝❑...