7.6实验：探究功与速度变化的关系学案(人教版必修二).doc

7.6实验：探究功与速度变化的关系 学案 (人教版必修二) 【课前预习】 （一）实验原理 在只有橡皮条的弹力做功过程中，弹力做的功W等于小车增加的动能。质量为m 的小车从静止开始运动，加速运动的末速度为v，则有： ＝ 。实验中可利用打点计时器测出小车匀速运动时的速度，即可求出小车加速运动的末动能；选用若干完全相同的橡皮条，每一次每一条橡皮条形变量都相同，则每根橡皮条做功都相同，根据橡皮条的根数确定做功的情况，即找到做功和动能改变量的关系，从而探究出动能定理。 （二）实验器材 除纸带、复写纸片、刻度尺、木板、导线、垫块外，实验中还需要： 。 （三）实验步骤 1、如图所示，将纸带固定在小车上，让纸带穿过打点计时器； 2、平衡摩擦：垫起木板一端，让小车拖着纸带匀速运动。 3、用手握着纸带，让小车静止地靠近打点计时器，然后接通电源，松开纸带，让小车在橡皮条的拉力作用小加速运动，纸带上打下一系列小点。 3、更换纸带，增加橡皮条（保证每根橡皮条都相同），并且每次实验都让小车从同一位置由静止开始运动，再做几次实验。 4、利用打出的纸带，求出小车加速运动的末速度，并求出小车的末动能。 5、设每根橡皮条每次对小车做功为W，根据橡皮条的根数求弹力做的功。 6、在W——Ek图像，探究做功和动能改变量的关系。 【典型例题】 [例1]如图所示，是某研究性学习小组做探究“橡皮筋做的功和物体速度变化的关系”的实验，图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形，这时，橡皮筋对小车做的功记为W. 当我们用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放. 小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打的纸带测出. （1）除了图中的已给出的实验器材外，还需要的器材有 ； （2）实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动，应采取的措施是 ； （3）每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的 部分进行测量； （4）下面是本实验的数据记录表，请将第2次、第3次……实验中橡皮筋做的功填写在对应的位置； 橡皮筋做的功10个间隔的距离S（m）10个间隔的时间T（s）小车获得的速度vn（m/s）小车速度的平方vn2（m/s）21W0.2000.220.2800.230.3000.240.4000.250.4500.2 （5）从理论上讲，橡皮筋做的功Wn和物体速度vn变化的关系应是Wn∝ . 请你运用数据表中测定的数据在下图所示的坐标系中作出相应的图象验证理论的正确性； （6）若在实验中你做出的图线与理论的推测不完全一致，你处理这种情况的做法是： . [变式训练1]在用图示装置做“探究动能定理的实验时，下列说法正确的是 A．通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值 B．通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值 C．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度 D．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度 【巩固练习】 1．对于橡皮筋做的功来说，直接测量是有困难的．我们可以巧妙地避开这个难题而不影响问题的解决，只需要测出每次实验时橡皮筋对小车做的功是第一次实验的多少倍，使用的方法是(　　) A．用同样的力对小车做功，让小车通过的距离依次为s、2s、3s……进行第1次、第2次、第3次……实验时，力对小车做的功就是W、2W、3W…… B．让小车通过相同的距离，第1次力为F、第2次力为2F、第3次为3F……实验时，力对小车做的功就是W、2W、3W…… C．选用同样的橡皮筋，在实验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一致，当用1条、2条、3条……同样的橡皮筋进行第1次、第2次、第3次……实验时，橡皮筋对小车做的功就是W、2W、3W…… D．利用弹簧称测量对小车的拉力F，利用直尺测量小车在力作用下移动的距离s，便可以求出每次实验中力对小车做的功，可控制为W、2W、3W…… 2．在探究功与物体速度变化的关系实验中作出W－v图象如图所示，哪一个是符合实际的(　　) 3．某实验小组采用如图所示装置探究橡皮筋弹力功与速度的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行．实验中木板略微倾斜，这样做(　　) A．是为了使释放小车后，小车能匀加速下滑 B．是为了增大小车下滑的加速度 C．可使得橡皮筋做的功等于合外力对小车做的功 D．可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动 4．如图所示为探究功与速度变化的关系实验中获得的一条纸带，小车的运动情况可