探究做功与速度变化的关系ppt课件
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必修教材2第七章第7课时教案：探究功与速度变化的关系
情感态度价值观
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”的科学理念
教学方法
自主探究，合作交流
教学器材
有关课件，常规教具
教学重点
探究功与物体速度变化的关系的物理方法――倍增法，并会利用图像法处理数据
教学难点
实验数据的处理方法――图像法
教学设计：
教学内容与教师活动
学生活动
二、探究过程：
1、实验器材：木板、小车、橡皮筋、打点计时器及电源、纸带等。
2、设计思路：如图
(1)设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W……
(2)由纸带和打点计时器分别测出小车获得的速度v1、v2、v3……
(3)以橡皮筋对小车做的功为纵坐标(以第一次实验时的功W为单位),小车获得的速度为横坐标,作出W-v曲线.
B.每次实验中,橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致
C.放小车的长木板应该尽量使其水平
D.先接通电源,再让小车在橡皮筋的作用下弹出
3、在探究功与物体速度变化关系的实验中，某同学在一次实验中得到了一条如图所示的纸带,这条纸带上的点两端较密，中间稀疏.出现这种情况的原因可能是(CD)
A、电源的频率不稳定；B、木板倾斜程度太大
平衡摩擦后,小车开始做加速度越来越小的加速运动，即橡皮筋还在继续对小车做功；橡皮筋恢复原长后做匀速直线运动，做功结束。故点迹是开始密，越来越疏，之后间距相等。因此我们要选择点距相等的点来确定小车的速度，具体做法：测出点距相等的n个点间的位移x,v= .
2、作图技巧
由上一节探究已经知道,弹簧或橡皮筋弹性势能为 kx2，每次必须拉至相同位置,目的是保证每次实验每条橡皮筋的弹性势能相同,这样橡皮筋的条数与弹性势能成正比,使得做的功与橡皮筋的条数成正比.随着橡皮筋条数的增多,做功分别为W、2W、3W……。因此作图时只须W的整数倍就行，不须单位。
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”的科学理念
教学方法
自主探究，合作交流
教学器材
有关课件，常规教具
教学重点
探究功与物体速度变化的关系的物理方法――倍增法，并会利用图像法处理数据
教学难点
实验数据的处理方法――图像法
教学设计：
教学内容与教师活动
学生活动
二、探究过程：
1、实验器材：木板、小车、橡皮筋、打点计时器及电源、纸带等。
2、设计思路：如图
(1)设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W……
(2)由纸带和打点计时器分别测出小车获得的速度v1、v2、v3……
(3)以橡皮筋对小车做的功为纵坐标(以第一次实验时的功W为单位),小车获得的速度为横坐标,作出W-v曲线.
B.每次实验中,橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致
C.放小车的长木板应该尽量使其水平
D.先接通电源,再让小车在橡皮筋的作用下弹出
3、在探究功与物体速度变化关系的实验中，某同学在一次实验中得到了一条如图所示的纸带,这条纸带上的点两端较密，中间稀疏.出现这种情况的原因可能是(CD)
A、电源的频率不稳定；B、木板倾斜程度太大
平衡摩擦后,小车开始做加速度越来越小的加速运动，即橡皮筋还在继续对小车做功；橡皮筋恢复原长后做匀速直线运动，做功结束。故点迹是开始密，越来越疏，之后间距相等。因此我们要选择点距相等的点来确定小车的速度，具体做法：测出点距相等的n个点间的位移x,v= .
2、作图技巧
由上一节探究已经知道,弹簧或橡皮筋弹性势能为 kx2，每次必须拉至相同位置,目的是保证每次实验每条橡皮筋的弹性势能相同,这样橡皮筋的条数与弹性势能成正比,使得做的功与橡皮筋的条数成正比.随着橡皮筋条数的增多,做功分别为W、2W、3W……。因此作图时只须W的整数倍就行，不须单位。
(人教版)物理必修二课件：7-5-实验：探究功与速度变化的关系教学设计优质课件
45分钟作业与单元评估
二合一
基础训练 课前预习作业
第七章
课时5
第3页
RJ版· 物理· 必修2
45分钟作业与单元评估
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一、选择题(1～3 为单选，4～5 为多选。) 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( )
第七章
课时5
第16页
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45分钟作业与单元评估
二合一
(2)根据你所作的图象，你认为滑块滑行的最大距离 x 与滑 块初速度平方 v2 的关系是________．
第七章
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7.
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第七章
课时5
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数据组 v/(m· s－ 1 ) x/m 1 0 0
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2 0.16 0.045 3 0.19 0.075 4 0.24 0.111 5 0.30 0.163 6 0.49 0.442
二合一
第七章
课时5
第15页
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45分钟作业与单元评估
二合一
(1)一同学根据表中数据，作出 x－v 图象如图甲所示．观 察该图象， 该同学作出如下推理： 根据 x－v 图象大致是一条抛 物线，可以猜想，x 可能与 v2 成正比．请在图乙所示坐标纸上 选择适当的坐标轴作出图线验证该同学的猜想．
第七章
课时5
第5页
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2015高考物理一轮复习课件：5-5 实验：探究动能定理 验证机械能守恒定律
3．实验器材 铁架台(带铁夹)， 电火花计时器(或电磁打点计时器)， 重锤(带 纸带夹)，纸带，复写纸片，导线，毫米刻度尺，低压交流电源．
4．实验步骤 (1)按图 5－5－5 所示将装置竖直架稳．
图 5－5－5
(2)手提纸带让重锤靠近打点计时器，待接通电源后，再松开 纸带． (3)换几条纸带，重做上述实验． (4)选取点迹清晰的纸带测量： ①在纸带上任意选取相距较远的两点 A、B，测出两点之间的 距离 hAB. ②利用公式计算出 A、B 两点的速度 vA、vB.
(2)如图 5－5－4 所示，借助电火花计时器打出的纸带，测出 物体自由下落的高度 h 和该时刻的速度 v.打第 n 个计数点时的瞬 时速度等于以该时刻为中间时刻的某一段时间内的平均速度，即 xn＋xn＋1 hn＋1－hn－1 vn＝ 或 vn＝ .(T 为相邻计数点间的时间间隔) 2T 2T
图 5－5－4
第五章
机械能及其守恒定律
第 5讲
实
验
回扣教材 抓基础
题型分类 学方法开卷速查 规ຫໍສະໝຸດ 特训回扣教材抓基础
夯实基础 厚积薄发
知识梳理 一、探究动能定理 1．实验目的 探究外力对物体做功与物体速度变化的关系．
2．实验原理 探究功与物体速度变化的关系，可通过改变力对物体做的功， 1 速度变化 ，为简化实验可将 测出力对物体做不同功时物体的□ 物体初速度设置为零，可用图 5－5－1 所示的装置进行实验，通过 增加橡皮筋的条数使橡皮筋对小车做的功成倍增加．再通过打点计 时器和纸带来测量每次实验后小车的末速度 v.
(5)速度不能用 vn＝gtn 或 vn＝ 2ghn计算，因为只要认为加速 度为 g，机械能当然守恒，即相当于用机械能守恒定律验证机械 能守恒定律，况且用 vn＝gtn 计算出的速度比实际值大，会得出机 械能增加的错误结论，而因为摩擦阻力的影响，机械能应该减小， 所以速度应从纸带上直接测量计算．同样的道理，重物下落的高
2013高三物理一轮复习课件：第五章 实验：探究功与速度变化的关系
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(4)实验结论：从图像可知功与物体速度变化的关系 W∝v2.
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考点诊断
1.关于探究功与物体速度变化的关系的实验中， 下列叙述 正确的是( )
A．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值 B．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致 C．放小车的长木板应该尽量使其水平 D．先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出
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二、实验误差分析 1．误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一，使 橡皮筋的拉力与橡皮筋的条数不成正比． 2．平衡摩擦力不彻底或平衡过度也会造成误差． 3．利用打上点的纸带计算小车的速度时， 测量不准 带来误差.
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热点题型探究
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题型归纳
题型 实验综合能力考查 【例 1】 为了探究对物体做功与物体速度变化的关系， 现提供如图所示的器材，让小车在橡皮筋的作用下弹出后， 沿木板滑行，请思考探究思路并回答下列问题．(打点计时 器交流电频率为 50 Hz)
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[解析]
(1)将木板固定有计时器的一端垫起适当的
高度，使小车缓慢匀速下滑． x (4)由匀速运动的速度公式 v＝ ，即可求出小车的速 t 度，其中 x 从图上读出分别为 2.00 cm,2.83 cm,3.46 cm， 1 4.00 cm.t＝T＝ ＝0.02 s. f
探究功与速度变化的关系 高中物理课件
第六节：探究功与速度变化的关系
问题1：到现在为止，我们已经定量研究了哪 几种能量？它们与对应力的功有什么关系？ 它们都是怎样得出表达式的？
重力做功
重力势能
WG＝EP1－EP2 弹力做功 弹性势能
WF＝EP1－EP2
运动 问题2: 动能是与物体___________有关的能 速度 量。即与物体的___________ 有关，速度的变
一：提出预案 设计出一个实验方案，能够探究合力的功与 物体速度变化的关系，先说需要什么器材， 再说明怎样安装器材。
方案1：
方案2：
二：确定方案 主要从合理性、科学性、可行性等方面 进行分析,经过讨论、归纳、整理选出实验 方案。 方案2：
三：实验探究 实验目的：通过实验探究橡皮筋对小车 做功与小车速度的关系 实验器材：橡皮筋、小车、木板、打点 计时器、纸带、铁钉等
结 论
橡皮筋的弹力对小车做的功，与速度的 平方成正比 注：这里的弹力就是物体受到的合外力 因为小车从静止开始运动，初速度为零， 末速度就是小车速度的变化。 拓展：如果小车的初速度不为零，功与 速度之间应该有什么样的关系？
知识总结： 1、利用纸带与打点计时器，来探究功与物体 速度变化的关系，经历了知识的探究过程。 2、学习了物理学的研究方法――倍增法，并 会利用图像法处理数据。
W/×WJ X/×10 m v/（m/s） V /（m /s ） V /（m /s ） V1/2 次方 V1/3 次方 0 1 2 3 4 5 6 0 8.00 11.00 12.80 15.30 17.60 18.90
-2 2 2 2 3 3 3
2 3 W/ × X/ × v/ V1/2 V1/3 V/ V/ WJ 10-2m （ m/s （ m2/ （ m3/ 次方 次方 ） s2） s3） 0 0 0 0 0 1 8 0.8 0.64 0.894 2 11 1.1 1.21 1.049 3 12.8 1.28 1.638 1.131 4 15.3 1.53 2.341 1.237 5 17.6 1.76 3.098 1.327 6 18.9 1.89 3.572 1.375
问题1：到现在为止，我们已经定量研究了哪 几种能量？它们与对应力的功有什么关系？ 它们都是怎样得出表达式的？
重力做功
重力势能
WG＝EP1－EP2 弹力做功 弹性势能
WF＝EP1－EP2
运动 问题2: 动能是与物体___________有关的能 速度 量。即与物体的___________ 有关，速度的变
一：提出预案 设计出一个实验方案，能够探究合力的功与 物体速度变化的关系，先说需要什么器材， 再说明怎样安装器材。
方案1：
方案2：
二：确定方案 主要从合理性、科学性、可行性等方面 进行分析,经过讨论、归纳、整理选出实验 方案。 方案2：
三：实验探究 实验目的：通过实验探究橡皮筋对小车 做功与小车速度的关系 实验器材：橡皮筋、小车、木板、打点 计时器、纸带、铁钉等
结 论
橡皮筋的弹力对小车做的功，与速度的 平方成正比 注：这里的弹力就是物体受到的合外力 因为小车从静止开始运动，初速度为零， 末速度就是小车速度的变化。 拓展：如果小车的初速度不为零，功与 速度之间应该有什么样的关系？
知识总结： 1、利用纸带与打点计时器，来探究功与物体 速度变化的关系，经历了知识的探究过程。 2、学习了物理学的研究方法――倍增法，并 会利用图像法处理数据。
W/×WJ X/×10 m v/（m/s） V /（m /s ） V /（m /s ） V1/2 次方 V1/3 次方 0 1 2 3 4 5 6 0 8.00 11.00 12.80 15.30 17.60 18.90
-2 2 2 2 3 3 3
2 3 W/ × X/ × v/ V1/2 V1/3 V/ V/ WJ 10-2m （ m/s （ m2/ （ m3/ 次方 次方 ） s2） s3） 0 0 0 0 0 1 8 0.8 0.64 0.894 2 11 1.1 1.21 1.049 3 12.8 1.28 1.638 1.131 4 15.3 1.53 2.341 1.237 5 17.6 1.76 3.098 1.327 6 18.9 1.89 3.572 1.375
物理必修Ⅱ人教新课标7-6实验：探究功与速度变化的关系课件
一个人骑自行车在平直的路面上运动， 当人停止蹬车后，车继续向前运动(如下图所 示)，运动过程中受到的阻力可以认为是大小 不变的．试根据人骑自行车这一运动过程，研 究外力对物体做的功和物体运动速度的关 系．要求写出探究思路、所需器材、测量数据， 探究结果．
解析：(1)使自行车获得某一速度后，停止蹬车， (2)设自行车无动力后受到的阻力是 Fμ，则这一过程阻力 让自行车沿着平直路面前进．用秒表测出自行 所做的功 Wμ＝Fμs，自行车的初速度 v0＝2 v ＝2s/t. 车从停止蹬车到停止运动所用的时间t，用皮尺 测出自行车停止蹬车后运动的距离s. (3)重复实验步骤(1)可以得到多组 t 和 s 的值．
1．在探究功与物体速度变化的实验中需要的 器材有 __________________________________ 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______________一致，以保证第2 次、第3次……橡皮筋的功是________…… 3．根据实验数据作个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，就作出W－v2曲线，如果这条曲线是 ________，就可以证明你的判断是正确的．
(2)减小误差的办法 ①实验前要先平衡摩擦力． ②尽量选用同一规格的橡皮筋． ③选用间距均匀的几个间隔，测量其总长度， 求得平均速度． ④描点时既要观察各点的位置关系，又要考虑 应有的函数关系，若拉力大，小车速度大，点 数少，可能使W与v成线性关系，控制小车速 度，加大纵坐标单位长度，可减小误差．
先对测量数据进行估计，或者作出W－v草图， 大致判断两个量可能有什么关系．如果认为有 可能是W∝v2，就对每一个速度值算出它的二 次方，然后以W为纵坐标，v2为横坐标作图(不 是以v为横坐标)．如果这样作出的图象是一条 直线，说明两者关系真的是W∝v2……
探究功与物体速度变化的关系
(3)实验数据处理及分析：在坐标纸上(图实－5－3)画出
W－v和W－v2图线(“W”以一根橡皮筋做的功为单位)．
(4)实验结论：从图象可知功与物体速度变化的关系为W∝v2.
五、注意事项
1．平衡摩擦力很关键，将木板一端垫高，使小车的重力沿斜
面向下的分力与摩擦阻力平衡．方法是轻推小车，由打点 计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否做匀速运
一、实验目的 1．探究外力做功与物体速度变化的关系． 2．通过分析论证和实验探究，培养实验探究能力和创新 精神．
二、实验原理
如图实－5－1所示，小车在橡皮筋的作用下弹出，沿
木板滑行．当我们用2条、3条……同样的橡皮筋进行第2次、 第3次……实验时，使每次实验中橡皮筋拉伸的长度 都保持一致，那么，第2次、第3次……实验中橡皮筋对小 车做的功就是第一次的2倍、3倍……如果把第一次实验时 橡皮筋的功记为W，以后各次的功就是2W、3W……
2.420
2.860
1.21
1.43
(3)根据上表，请在图实－5－7所示的方格纸上作出ΔE－ W图线．
图实－5－7
[解析] (1)①该实验的研究对象是小车及固定在小车上
车的质量和速度(Ek＝
力和小车的总质量．
mv2)，所以还需要测出钩码的重
[答案] (1)钩码的重力远小于小车的总重力
(2) 钩码的重力和小车组利用拉力传感器和速 度传感器探究“动能定理”．如图实－5－6所示，他们将 拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一 个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的 大小．在水平桌面上相距50.0 cm的A、B两点各安装一个 速度传感器，记录小车通过A、B时的速度大小．小车中可
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，也可以用其他方法测出．这样，进行若干
第七章 6《实验 探究功与速度变化的关系》同步课件
解析：由实验数据得出 W 与 v2 成正比，所以根据数学知识
可知 W－v 图象是抛物线，且开口向上，故选 B.
C．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„„同样的橡皮筋进行实验时，橡皮筋对小车做的功 就分别是 W、2W、3W„„ D．利用弹簧测力计测量对小车的拉力 F 和小车在拉力作 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„„ 解析：橡皮筋对小车的作用力是个变力，其力的变化不好 控制，且其做的功无法直接用公式进行计算，故 A、B 选项可 行性均不高；C 选项操作方便，且不用计算橡皮筋具体做的功； D 选项的操作不可取． 答案：C
v 和 v2 的数据已填在下面的表格中.
W/J v/(m·s－1) v2/(m·s－1)2 0.00 0.00 0.00 1.00 0.80 0.92 2.00 1.10 1.21 3.00 1.28 1.92 4.00 1.59 2.34 5.00 1.76 3.10 6.00 1.92 3.87
图 7－6－2
(2)实验数据记录(自己设计一个记录数据的表格)．
(3)实验数据处理及分析：在坐标纸上画出 W－v 和 W－v2
图线(第 1 次橡皮筋做的功 W 为纵轴的单位长度)． 【实验结论】 功与物体速度变化的关系为 W∝v2.
【例1】在做“探究功与速度变化的关系”的实验时，小 车的质量为 m，使用橡皮筋 6 根，每次增加一根，实验中 W、
小车相应获得的速度 v2 、v3 „„
【数据处理】 (1)测量小车的速度：实验获得如图 7－6－2 所示的纸带， 为探究橡皮筋弹力做功和小车速度的关系，需要测量弹力做功 结束时小车的速度，即小车做匀速运动的速度．所以应在纸带
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把木板的 一端垫高， 使重力沿 斜面向下 的力与摩 擦力平衡
10
（五）改进实验，学生分组实验
1、可以用水平导轨代替长木板 2、用光电门代替打点计时器
.
11
速度（V）的测量
光电门：测定滑块的瞬时速度 V=d/△t
d为遮光板的宽度
△t为遮光板通过光
电门的时间
.
12
实验步骤
(1)按图示将实验仪器安装好，同时平衡摩擦力．
13
结论：在误差允许的范围内，W为纵坐标，V2为
横坐标，作出的图像是一条过坐标原点的直
线。即W∝V2
.
14
（七）交流与评估
（1）在实验过程中，你们认为主要误差是 什么？如何减少误差？
（2）如何改进，可以使实验更完美一些？
.
15
（八）知识整理
（1）本次实验的目的是什么？ （2）探究实验的过程？ （3）本次实验用到了哪种获得数据的方法？ （4）如何处理数据？ （5）实验结论
.
16
（九）思考与讨论
（1）如果物体的初速度不为零，功和 速度的变化关系又怎样？如何设计 实验来研究？
（2）能用理论推导的方法，得出功与 速度变化的关系吗？
.
17
.
3
（二）研究探究思路
要探究力做功与末速度的关系
需要测哪些物理量？要用哪些器材？
.
4
猜想：
力做功与物体的速度可能有什么关系？ 如何验证？
.
5
（三）分组讨论，设计实验方案
设计要求 1、实验的目的是什么？ 2、设计一个什么样的实验情景？ 3、选用什么实验器材？ 4、拟定实验方法？
.
6
方案一
方案二
(2)先用一条橡皮筋做实验，用光电门测出小车获
得的速度v1，设此时橡皮筋对小车做的功为W1，将 这一组数据记入表格．
(3)用2条橡皮筋做实验，实验中橡皮筋拉伸的长度
与第一次相同，这时橡皮筋对小车做的功为W2，测 出小车获得速度v2，将数据记入表格． (4)用3条、4条……橡皮筋做实验，用同样的方法
测出功和速 度，记入表格. ．
第七章 机械能守恒定律
6 探究功与物体速度变化的关系
EP=mgh 弹性势能 EP=1/2KX2 动能
.
2
研究思路
功（W)与动能变化（△Ek）
功（W）与速度变化（△V）
功（W）与瞬时速度（V）
这一节我们通过实验，探究力对原来静止 的物体做的功与物体获得的速度的关系
方案三
.
7
（四）选定实验方案，研究实验过程
思考：
1、松手后，都有哪些力对小车做功？
2、小车在木板上做什么性质的运动？
3、纸带上的点可能是什么样的？
4、应选用纸带上哪部分求速度？
5、如何计算速度？
.
8
6、如何确定每次弹力做的功？
.
9
7、如何确保橡皮筋对小车做的功是合力做 的功？
如何平衡摩擦力?
.