7-6 實驗 探究功與速度變化的關(guān)系 —人教版高中物理必修二學(xué)案

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1、導(dǎo)學(xué)案7-6　實驗:探究功與速度變化的關(guān)系（1課時） 班別： 姓名 學(xué)號 青春寄語：學(xué)習(xí)需要堅持與勤奮，面對困難和困惑，我們應(yīng)該勇敢前行。 【核心素養(yǎng)】 1、領(lǐng)會探究功與物體速度變化的關(guān)系實驗的設(shè)計思路，經(jīng)歷探究學(xué)習(xí)的情感體驗過程。 2、知道用一根橡皮筋所做的功為“單位的功”。 3、理解小車做勻速運動階段測量速度比較合理。 4、能進行實驗操作，會采集實驗數(shù)據(jù)。 5、理解實驗數(shù)據(jù)時尋找w與v的關(guān)系的方法。 【重點】學(xué)習(xí)探究功與速度變化關(guān)系的物理方法，并會利用圖象法處理數(shù)據(jù)。 【難點】實驗數(shù)據(jù)的

2、處理方法――圖象法。 【預(yù)習(xí)案】 1.實驗?zāi)康模? 2.實驗原理： （1）實驗裝置如圖所示，在砝碼和砝碼盤的質(zhì)量 小車質(zhì)量時，可認為細繩的拉力就是砝碼及砝碼盤的重力（F繩=G砝碼及砝碼盤）； （2）平衡小車的摩擦力； （3）在砝碼盤中加放砝碼并釋放砝碼盤，小車將在砝碼盤對它的拉力作用下做勻加速運動．在紙帶記錄的物體運動的勻加速階段。選擇點跡清晰的紙帶，在紙帶上選擇起始點O及A、B、C、D、E計數(shù)點，可獲得各計數(shù)點到O的距離及對應(yīng)時刻小車的瞬時速度v，算出相應(yīng)位移合力做的功: W合=F繩S，通過作圖找出功與速度變

3、化的關(guān)系。 3.實驗器材 長木板(一端帶滑輪)、刻度尺、打點計時器、紙帶、導(dǎo)線、電源、小車、細線、砝碼盤、砝碼、天平。 4.實驗裝置 5.實驗步驟及數(shù)據(jù)處理 (1)用天平測出小車的質(zhì)量M，及砝碼、砝碼盤的總質(zhì)量m。把器材按圖裝置好．紙帶一段固定在小車上，另一端穿過打點計時器的限位孔； (2)平衡摩擦力后把小車靠近打點計時器，用手按住，先 ，再 ，讓它做加速運動，當(dāng)小車到達定滑輪處時斷開電源； (3)取下紙帶，重復(fù)實驗，得到多條紙帶； (4)選取其中點跡清晰的紙帶進行數(shù)據(jù)處理，在紙帶上選擇起始點O及A、B、C、D

4、、E計數(shù)點，可獲得各計數(shù)點到O的距離及對應(yīng)時刻小車的瞬時速度v，算出相應(yīng)位移合力做的功W合=F繩S； (5)通過實驗數(shù)據(jù)，作 或 圖象研究功與速度變化的關(guān)系。 6.誤差分析 1．沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力時傾角過大或過小也會造成誤差； 2．利用打點的紙帶測量位移和計算小車的速度時，不準確也會帶來誤差。 【探究案】 探究一： 如何平衡小車的摩擦力？ 例1.（多選）如圖所示，與小車相連、足夠長且穿過打點計時器的一條紙帶上的間距明顯不均勻，右端間距小，左端間距大，下面的分析和判斷正確的是(　 　) A． 若左端與小車相連，可能平衡摩擦力時，木

5、板傾斜度太大 B． 若右端與小車相連，可能平衡摩擦力時，木板傾斜度太大 C． 若左端與小車相連，可能小車有一定的初速度，實驗前忘記平衡摩擦力或木板傾斜度太小 D． 若右端與小車相連，可能小車運動前忘記平衡摩擦力 探究二：如何計算小車的速度并通過圖象探究功與速度變化的關(guān)系? 例2.某實驗小組的同學(xué)采用如圖所示的裝置(實驗中，小車碰到制動裝置時，鉤碼尚未到達地面)用打點計時器得到一條紙帶后，通過分析小車位移與速度變化的關(guān)系來研究合力對小車所做的功與速度變化的關(guān)系.圖6是實驗中得到的一條紙帶，點O為紙帶上的起始點，A，B，C是紙帶上的三個連續(xù)的計數(shù)點，相鄰兩個計數(shù)點間均有4個點未畫出，

6、用刻度尺測得A，B，C到O的距離如圖所示.已知所用交變電源的頻率為50 Hz，則： (1)打B點時，小車的瞬時速度vB＝________m/s.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (2)實驗中，該小組的同學(xué)畫出小車位移l與速度v的關(guān)系圖象如圖所示.根據(jù)該圖線形狀，某同學(xué)對W與v的關(guān)系作出的猜想，它們的關(guān)系可能正確的是________.(填寫選項字母代號) A.W∝v2 B.W∝v C.W∝ D.W∝v3 【訓(xùn)練案】 1.某實驗小組采用如圖所示的裝置探究功與速度變化的關(guān)系，圖中小車中可放置砝碼，實驗中，小車

7、碰到制動裝置時，鉤碼尚未到達地面，打點計時器的工作頻率為50 Hz。 (1)實驗的部分步驟如下： ①在小車中放入砝碼，把紙帶穿過打點計時器，連在小車后端，用細線連接小車和鉤碼； ②將小車停在打點計時器附近，____________________，______________________，小車拖動紙帶，打點計時器在紙帶上打下一系列點，__________________________； ③改變鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量，更換紙帶，重復(fù)②的操作。 圖是鉤碼質(zhì)量為0.03 kg、砝碼質(zhì)量為0.02 kg時得到的一條紙帶，在紙帶上選擇起始點O及A，B，C，D，E計數(shù)點，可獲得各計數(shù)點到O

8、的距離x及對應(yīng)時刻小車的瞬時速度v，請將C點的測量結(jié)果填在表中的相應(yīng)位置。 紙帶的測量結(jié)果： (3)本實驗，若用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，為了減小這種做法帶來的實驗誤差，應(yīng)采取的兩項措施是： ①______________________________________________； ②___________________

9、___________________________。 2.某學(xué)習(xí)小組做“探究功與物體速度變化的關(guān)系”實驗，如圖，圖中小車在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行，這時，橡皮筋對小車做的功記為W，當(dāng)用2條、3條、… 完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次、…實驗時，如果使每次實驗中橡皮筋伸長的長度保持一致，則橡皮筋對小車做的功分別為2W、3W、…每次實驗中小車獲得的速度由打點計時器所打的紙帶測出. (1)除了圖中已有的實驗器材外，還需要導(dǎo)線、開關(guān)、交流電源和 ； (2)實驗中，小車會受到摩擦阻力的作用，可使木板適當(dāng)傾斜平衡摩擦力，下面操作正確的是（ ） A．不系橡皮筋，放開小車，能夠自由下滑即可 B．不系橡皮筋，輕推小車，小車能夠勻速下滑即可 C．不系橡皮筋，放開拖著紙帶的小車，能夠自由下滑即可 D．不系橡皮筋，輕推拖著紙帶的小車，小車能夠勻速下滑即可 參考答案 例題1：BC 例題2：（1）0.80,(2)A 【訓(xùn)練案】 1、（1）接通電源，釋放小車，關(guān)閉電源，（2）5.15，0.50，（3）平衡摩擦力，鉤碼總質(zhì)量應(yīng)遠小于小車加砝碼的總質(zhì)量 2、（1）刻度尺,(2)D - 4 - / 4