人教版必修二7.6《经典力学的局限性》WORD教案1 4页

六．探究功与物体速度变化的关系 授课人：耿建民 一、教学目标 ‎1、知识与技能 ‎1． 会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。‎ ‎2．学习利用物体图像探究功与物体速度变化的关系。‎ ‎2、过程与方法 1． 通过用纸带与打点计时器来探究功与速度的关系，体验探究过程和物理学的研究方法。‎ 2． 实际探究过程中如何把变力做功这个问题解决。‎ ‎3、情感、态度与价值观 1． 体验探究的困难，享受成功的乐趣。‎ 2． 通过试验探究，体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学观。‎ 二、教学重点 学习探究功与速度变化关系的物理方法，并会利用图像法处理数据。‎ 三、教学难点 ‎1．试验数据的处理方法——图像法。‎ ‎2．复杂问题的转化方法。‎ 四、教学过程 新课导入：‎ 通过前面的学习，我们知道，功是能量变化的量度，一个力做功对应着某种能量形式的变化，这个力做了多少功就对应着有多少相应能量的变化；重力做功对应着重力势能的改变、弹力做功对应着弹性势能的改变。并且由此我们也能够确立重力势能与弹性势能的表达式。大家都知道，物体的动能与它的速度是密切相关的，而物体速度的变化又与它受的力有关，那么，为了探究物体做的功与动能的关系，我们这节课首先通过实验探究力对物体做的功与物体速度变化的关系。‎ 一．探究思路 看课桌上的实验器材，小车在橡皮筋的作用下弹出，沿长木板运动。橡皮筋提供做功的力，实验中橡皮筋拉力做功，改变橡皮筋的条数就可以改变力做的功。打点计时器的作用是记录小车运动的速度的变化情况，小车的运动信息可以用刻度尺测量后分析得出。这个实验就是要探究橡皮筋做功与小车运动速度变化之间的关系。‎ 问题1：实验中需要用到什么仪器？‎ ‎（长木板、橡皮筋、小车、打点计时器、纸带、复写纸、电源、导线、刻度尺、木板、钉子）‎ 问题2：有哪些立在对小车做功？结合牛顿第二定律的实验分析什么情况下可以不用考 虑摩擦力？‎ 弹力和摩擦力，用重力的分力平衡摩擦力。‎ 问题3：这个实验要得到的数据有哪些？‎ ‎（橡皮筋做的功和小车的速度）‎ 问题4：橡皮筋对物体的作用力是变力，并且它的变化情况和弹簧不一定一样，怎样测量橡皮筋对物体做功的功呢？‎ ‎（橡皮筋做的功很难测量）‎ 猜想：能不能不测量这个物理量呢？‎ 复杂问题的转化 这里，我们并不需要测出橡皮筋做功的具体数值，只要测出以后各次实验时橡皮筋做功是第一次实验时的多少倍。这对于本实验已经足够了，这样做大大地简化了操作。具体操作如下：实验时，假如一条橡皮筋拉到某个位置释放对小车做的功为W，第二次、第三次……实验时，用完全相同的橡皮筋拉到与第一次相同的位置释放（保持橡皮筋拉伸的长度都一样），那么第二次、第三次……实验中橡皮筋对小车做的功就是第一次做的功的两倍、三倍……以后各次橡皮筋做的功就是2W、3W……‎ 由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由纸带和打点计时器测出，这样进行若干次（6次）测量，就得到若干组功和速度的数据。‎ 问题5：需要测量小车哪一点的速度、如何测量？‎ 匀速阶段的速度，分析纸带 二．实验步骤（参考）‎ ‎1．按图装好实验器材，由于小车在运动过程中会受到阻力，可以把长木板略微倾斜，用以平衡摩擦力。‎ ‎2．先用一条橡皮筋进行实验，把橡皮筋拉伸到一定的长度，接好纸带、接通电源、放开小车。‎ ‎3．换用纸带，改用2条、3条……同样的橡皮筋进行第二次、第三次……实验，每次实验中橡皮筋拉伸长度都相同。‎ ‎4．由纸带算出小车获得的速度，把第一次实验获得的功计为W，第二次、第三次……计为W的几倍值。‎ ‎5．对测量数据进行估计，大致猜想两个量可能的关系。‎ 三．数据的记录（参考表格）‎ W/J ‎/（m•s-1）‎ ‎/（m•s-2）‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ 注意：实验表格的设计可以不拘形式，只要能记录相关的实验数据就行，不可强求千篇一律。‎ 四.数据的处理（图象处理）‎ 假设：1.作出的功—速度曲线是一条直线，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∝；‎ ‎2.如果不是直线，就可能是W∝、W∝，甚至是W∝……到底是哪种关系呢？‎ 先对测量结果进行估计，大致判断两个量可能是什么关系。然后分别作出W∝、W∝、W∝、W∝……图象，从图象中分析判断W与的关系。‎ 探究结论：在物体的初速度为零时功与物体速度变化的关系为：W∝‎ 六．板书设计 六.探究功与物体速度变化的关系 ‎1．实验目标：探究功与物体速度变化的关系 ‎2.实验仪器：长木板、橡皮筋、小车、打点计时器、纸带、复写纸、电源、导线、刻度尺、木板、钉子 ‎3．注意事项：（1）实验装置的选取 ‎ （2）平衡摩擦力 ‎ （3）橡皮筋的选择 ‎ （4）橡皮筋的条数 ‎ （5）误差分析 课堂练习 ‎1. 本节是一个探究性实验，探究的目的是（ D）‎ ‎ A. 探究力与物体运动速度的关系 ‎ B. 探究力与物体运动加速度的关系 ‎ C. 探究力对物体做的功与物体加速度变化的关系 ‎ D. 探究力对物体做的功与物体速度变化的关系 ‎2. 在探究功与物体速度变化关系实验中，小车在运动中会受到阻力作用. ‎ 这样，小车沿木板滑行的过程中，除橡皮筋对其做功外，还有阻力做功，这样便会给实验带来误差.我们在实验中想到的办法是，使木板略为倾斜，对木板的倾斜程度，下面说法正确的是（BC ）‎ ‎ A. 木板只要稍微倾斜一下即可，没有什么严格要求 ‎ B. 木板的倾斜角度在理论上应满足下面要求：即重力使物体沿斜面下滑的分力应等于小车受到的阻力 ‎ C. 如果小车在倾斜的木板上能做匀速运动，则木板的倾斜程度符合要求 ‎ D. 其实木板不倾斜，问题也不大，因为实验总是存在误差的 ‎ ‎3. 实验中我们应测量小车的什么速度 （D）‎ A 平均速度 ‎ B 加速阶段的平均速度 C 任一点的瞬时速度 D 匀速阶段的瞬时速度