《实验探究功与速度变化的关系》导学案

1课时7.6实验:探究功与速度变化的关系一．学习目标：1.领会“探究功与物体速度变化的关系”实验的设计思路,经历探究学习的情感体验过程。2.知道用一根橡皮筋所做的功为“单位的功”。3.理解小车做匀速运动阶段测量速度比较合理。4.能进行实验操作,会采集实验数据。5.理解实验数据处理时寻找W与v的关系的方法。二．知识梳理1.在探究功与物体速度变化的实验中需要的器材有①木板、橡皮筋、打点计时器及电源、纸带等。2.当用2条、3条……同样的橡皮筋进行第2次、第3次……实验时,每次实验中橡皮筋拉伸长度都应②保持和第一次一致,以保证第2次、第3次……橡皮筋做的功是③2W、3W……3.根据实验数据画W-v草图,大致判断两个量可能是什么关系。如果认为很可能是W∝v2,就画出W-v2曲线,如果这条曲线是④一条直线,就可以证明你的判断是正确的。三．重难点探究主题1:实验方案的设计与探究问题:(1)本实验的目的是什么?参考案例一的实验探究思路是什么?(2)结合参考案例一,说一说本实验需要哪些器材?实验如何操作?(3)数据如何处理?能得出什么结论?(4)实验中有哪些注意事项?主题2:实验操作技巧问题:以“参考案例二”为例,阅读教材中“操作技巧”相关内容,回答下列问题。(1)实验探究中橡皮筋拉力对小车所做功的确定方法。①在实验中橡皮筋在哪个过程中对小车做功?②我们是否能直接测量橡皮筋对小车做功的具体数值?若不能,如何解决该问题?③为了使弹力每次做功成倍率变化,在实验中对橡皮筋和小车释放位置有怎样的要求?(2)小车速度的确定方法。①小车被橡皮筋弹射的过程,小车做什么运动?②要测量小车在哪个时刻的运动速度?(3)平衡摩擦力。①小车运动过程中受几个力?为使橡皮筋的拉力充当合力,其他力应怎样处理?②如何平衡摩擦力?四．基础检测1.为了计算由于橡皮筋做功而使小车获得的速度,在某次实验中某同学得到了如图所示的一条纸带,在A、B、C、D中应该选用点的速度才符合要求。2.在“探究功与速度变化的关系”的实验中每次橡皮筋的拉伸长度都保持不变,这样每次()。A.做的功一样B.每条橡皮筋产生的弹性势能相同C.产生的动能相同D.产生的重力势能相同23.某同学在做利用橡皮筋探究功与速度变化关系的实验时,拖着纸带的小车在橡皮筋的作用下由静止运动到木板底端不计小车受到的阻力,在此过程中打点计时器在纸带上打下的相邻点间的距离变化情况是()。A.始终是均匀的B.先减小后增大C.先增大后减小D.先增大后均匀不变4.用橡皮筋探究功与速度变化的实验中小车会受到阻力,可以使木板倾斜作为补偿,则下面操作正确的是()。A.使拖着纸带的小车由静止释放,小车不下滑即可B.使拖着纸带的小车由静止释放,小车能下滑即可C.沿木板推小车(后面拖着纸带),打点计时器在纸带上打下的点均匀分布D.不用挂纸带,轻推小车,小车能匀速下滑即可五，拓展拓展一、对实验数据的处理1.某实验小组采用如图甲所示的装置探究功与速度变化的关系,图中小车中可放置砝码。实验中,小车碰到制动装置时,钩码尚未到达地面,打点计时器的工作频率为50Hz。(1)图乙是钩码质量为0.03kg、砝码质量为0.02kg时得到的一条纸带,在纸带上选择起始点O及A、B、C、D、E五个计数点,可获得各计数点到O的距离x及对应时刻小车的瞬时速度v,请将C点的测量结果填在表中的相应位置。(2)在小车的运动过程中,对于砝码和小车组成的系统,做正功,做负功。(3)实验小组根据实验数据绘出了如图丙所示的图线(其中Δv2=v2-),根据图线可获得的结论是。拓展二、实验创新2.现有以下器材:小球、光滑弧形轨道、刻度尺、铅笔、白纸、复写纸、铁架台、重锤等。(1)请设计一个探究合外力的功与物体速度的关系的实验方案。(2)说明探究合外力做功与速度关系的方法。测量点x/cmv/(m·s-1)CO0.000.35A1.510.40B3.200.45D7.150.54E9.410.603答案课时7.6实验:探究功与速度变化的关系知识梳理①木板、橡皮筋、打点计时器及电源、纸带②保持和第一次③2W、3W……④一条直线基础检测1.C2.B3.D4.C拓展1.(1)5.05-5.100.48-0.50(答案在此范围内都对)(2)重力(钩码的重力)摩擦力(阻力)(3)Δv2∝x(速度平方的变化量与位移成正比)2.见解析【解析】(1)实验方案:①如图所示,固定好轨道,让其末端保持水平;②让小球从轨道的某一高度h处由静止滚下,最后落在置于水平面上的白纸及复写纸上;③记下小球释放点及最后落点的位置,用刻度尺测出释放点的高度h及落点P到O点的距离x;④多次改变小球的释放点位置,记录并测量每次的h、x的值。(2)探究方法:①由小球的落点P到O点的距离可求得平抛的初速度v=,由下落的高度h可求沿轨道运动中合力(重力)的功W=mgh,t一定,mg一定,所以h与x的关系反映了W与v的关系;②在坐标纸上建立h-x坐标系,描出一系列点;③用平滑的曲线连接各个点;④可尝试画出h-x2、h-x3图线,探究功与速度的关系。