7.6探究功和速度变化的关系
《伴你学·高效导学》高中物理人教版必修二配套课件7.6实验：探究功与速度变化的关系(共48张PPT)
答案：
D
物理 必修2
第七章
机械能守恒定律
实验基础 实验过程 典例精析 随堂演练
1－ 1：“探究功与速度变化的关系”的实验 装置如图所示，当小车在一条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小 车做的功记为 W；当用 2 条、 3 条、 4 条„„完全相同的橡皮筋 并在一起进行第 2 次、第 3 次、第 4 次„„实验时，橡皮筋对小 车做的功记为 2W、3W、4W„„每次实验中小车获得的最大速度 可由打点计时器所打出的纸带测出．
物理 必修2
第七章
机械能守恒定律
实验基础 实验过程 典例精析 随堂演练
2．计算 W、2W、3W„时对应的 v、v2、v3、 v„数值，填 入表格 .
W v v v2 v3 v
n
W
2W
3W
4W
5W
3.试画出 W 与 v、W 与 v2、W 与 v3、W 与 v间关系的图象， 找出哪一组的图象是直线，从而确定功与速度的正确关系．
物理 必修2
第七章
机械能守恒定律
实验基础 实验过程 典例精析 随堂演练
4．换用 2 条、 3 条、 4 条„同样的橡皮筋做实验，并使小车 从同样的位置被弹出，测出 v2、 v3、 v4„橡皮筋对小车做功分别 为 2W、 3W、4W„将数据记入表格． 5．分析数据，尝试作 W－ v， W－ v2 等图象，探究 W、 v 的 关系．
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第七章
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二、数据处理 1．速度数值的获得 实验获得的是如图所示的纸带，需要测量的是弹力做功结束 时小车的速度，即小车做匀速运动的速度．所以，应该在纸带上 测量的物理量是图中 A1、 A3 间的距离 x，小车速度的表达式为 v x ＝ ，其中 T 是打点计时器的振动周期．即选择相邻距离基本相 2T 同的若干点来计算小车匀速时的速度．
高中物理说课素材：7.6《实验：探究功与速度变化的关系》(新人教必修2)
第三部分
归纳提升
1. 学生自己设计方案，再分组讨论，充分 调动学生学习的积极性，主动性，体现学生的 主体地位，体会集体的智慧。培养语言表达能 力，交往能力。 2. 三种甚至更多的方案，说明物理规律是 经得起实验检验的，培养了他们的发散思维能 力。 总之，在探究中让学生体会成功的喜悦，探 究的快乐，激发学习物理，研究物理问题的兴 趣，同时各方面素质得到全面发展。在学到知 识方法的同时，能够健康快乐的成长。
■ 分组讨论方案
六人一组，老师指导, 归纳得到一个 最为合理的方案。
■ 每组派代表汇报方案
■ 三种典型方案
方案一
•
器材： 光电门、滑块、气垫导轨 （一端有定滑轮） 、钩码 和数字毫秒计
实验原理： 将光电门分别固定在距滑块出发点为 S、2S的位置处, 让滑块在钩码的拉 力作用下由静止开始做匀加速运动, 经过两个光电门时纪录下速度,拉力 做功分别为W、2W,将光电门固定在 距滑块出发点3S、4S的位置处,保持 滑块质量和所挂钩码的质量不变，保 证绳子对滑块的拉力保持不变，让滑 块从同一位置出发,同样记录下过光 电门的速度,拉力对小车做的功分别 为3W、4W，同理可以获得其它实验 数据.实验中，拉力是不等于钩码的 重力的，但这并没有给实验结果造成 误差，因为实验中只要保证拉力不变 就可以了,拉力做的功就和拉力作用 的位移成正比.因此实验不要求勾码 的质量比滑块的质量小得多.
第二部分
探究方案设计
■ 引导功和速度的测量
设置问题引导学生设计方案： 1.用什么实验器材测量速度？怎么测？ 2.测量功需要测什么物理量，用什么实验器材 测量，怎么测？ 3.怎样通过一个实验同时测出速度和功?
■ 学生独立设计探究方案
1. 测速度：打点计时器或光电门 2. 测量功：用相同的橡皮筋的拉力做功或利 用重力做功
高中物理必修二课件-7.6实验：探究功与速度变化的关系7-人教版
【巩固练习】
练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
做功2W0
依次类推，并联三条、四条……橡皮筋，且拉伸 的长度都一样，做的功为3W0、4W0……
思 考
橡皮筋对小车做的功过程中，还受到阻 力，怎么补偿？
F阻
F
平衡摩擦力
怎么平衡摩擦力？
FN
F阻
F1 F
F2 G
把木板的 一端垫高， 使重力沿 斜面向下 的力与摩 擦力平衡
测量由于橡皮筋做功而使小车获得的速度
问题：小车的运动经历了哪几个过程？ 加速、匀速、减速
问题：纸带上打出的点并不都是均匀的，应 该采用那些点来计算小车的速度？ 取点迹清晰且间距均匀的部分
实
验 1、按图装好实验器材，把木板适当倾斜，平衡摩擦力。
过 程
2、将橡皮筋固定在小车前端。拉长橡皮筋使小车位 于靠近打点计时器处，记下小车位置。先接通打
6.实验：探究功与速度变化的 关系
观看视频1 观看视频2
猜想
物体的动能与哪些因素有关？
与质量、速度有关。
重力做功
重力势能变化
弹力做功
弹性势能变化
外力做功
速动度能变化
解 决 第一次用一条橡皮筋拉小车 方 案
做功W0
第二次用两条完全相同的橡 皮筋并联起来栓到小车上拉 小车，且使每条橡皮筋的伸 长都和第一次的伸长量一样
高中物理必修二第七章—7.6 探究功与速度变化的关系
3、实验基本思路：
要探究功与速度的关系，首先功的确定，必须测量 出物体受到的力与物体的位移；其次又必须测出 物体的瞬时速度。
根据这些要求我们如何来设计实验呢？
首先想到的装置是：验证牛顿第二定律的实验装置， 它既可以测力，又可以测位移和瞬时速度。
二、实验方案 方案一：如图所示： 探究绳子拉力对小车做功与小车速度的关系。
的长度都一样，做的功为3W、4W……
这种成倍增加某个物理量的方法叫倍增法
思 小车在木板上做什么性质的运动？ 考
先加速后匀速,再减速
我们要测量的小车的速度是哪个阶段的速度？
橡皮筋恢复原长时的速度。
这个速度该如何测量？
利用打点计时器来测量小车的速度。根据橡皮筋 恢复原长后的匀速运动的位移与所用时间的比值 为小车的瞬时速度
滑动，小车不能做直线运动。
4、小车的质量：小车的质量不能太小，当质量太
小时，用多条橡皮筋时，速度过大，纸带打出的
点数过少，测量速度误差大。一般为300g～400g.
5、实验装置：在长木板上，小车、铁钉、打点计时
器的位置和橡皮筋的长度应调整适当，以保证打在纸 带上的点便于处理，求出小车运动的速度。
6、速度的确定：纸带上的点的分布如图所示，应该
验 板安装有打点计时器的一端适当垫高，调整高度，
过 直至轻推小车后恰能在平板上做匀速直线运动。
程 2、将橡皮筋固定在小车前端。拉长橡皮筋使小车位
于靠近打点计时器处，记下小车位置A。先接通打点
计时器电源，
再释放小车。
A
? ?
B
C
3、用2 条、3 条、4 条、5 条橡皮筋分别代替1 条橡皮筋重做实验，保证每次释放小车的位置相 同，即橡皮筋被拉长的长度相同。
人教版高一物理必修2第七章 7.6实验：探究功与速度变化的关系(共41张ppt)
时器相邻两点间时间间隔相同，都为 0.02秒， 只需跟据纸带相邻两点间距离来推测速度的变 化。实验中所要求的是匀速运动阶段的速度， 即纸带上相邻两点间间距相同时的速度。
想一想
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为什么要测匀速时的速度呢？
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纸带分析
开始阶段，两点间距不断增大，此时，小车与橡 皮筋尚未分离，在弹力作用下，小车的速度增大。
出图像所代表的公式，如 ExceL
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不过，这样做有麻烦又不直观，最好按下面 的方法处理。
先对测量数据进行估计，或者做个 W-v 草 图,大致判断两个量可能是什么关系。如果认为可
能是 W v2，就对每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）。如果这样做出的图像是一条直线，说
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以牵引力对小车做的功W为纵坐标，小车 获得的速度v为横坐标，作出W-v图象，即功速度图象，可以了解两者的定量关系。
用打点计时器能够很容易地测量小车的 速度。这个实验的关键是为小车提供可测量 的（或者虽不能测量但可以定量地比较大小 的）作用力。以下两个案例可供参考。
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有人将实验装置进行了修改：
（1）在木板上加了两条光滑的合金 导轨 （2）将砝码换成了橡皮泥
改进之 后有什么 优点呢？
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有人将实验装置进行了修改：
改进之 后有什么 优点呢？
（1）在木板上加了两条光滑的合金 导轨 减小摩擦
（2）将砝码换成了橡皮泥 更加稳固
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7.6 探究功与物体速度变化的关系—人教版高中物理必修二教案
人教版高中物-理必修二 7.6探究功与速度变化的关系 教案一、教学目标➢ 领会探究功与物体速度变化的关系；➢ 知道用一根橡皮筋所做的功为“单位功”；➢ 能进行实验操作，会采集实验数据。
教具准备投影仪、多媒体课件二、教学过程1. 物体的动能与哪些因素有关；2. 引起动能变化的原因是什么？3. 力对物体做的功与物体的动能有什么关系？4. 如何进行研究W FS =F ma =21v v a t-= 22212as v v =-2222212111222v v W ma mv mv a -==- 巩固训练1．小明和小帆利用如图1所示的装置探究功与速度的变化关系，对于橡皮筋和小车连接的问题，小明和小帆各有一种接法，你认为正确的是________(填“甲”或者“乙”)．图1【答案】：甲【解析】：由甲、乙可知甲是套在钉子上，乙是绕在钉子上，显然乙不方便，故甲正确。
2．在探究功与速度变化的关系的实验中，某同学在一次实验中得到了一条如图2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()图2A．电源的频率不稳定B．木板的倾斜程度太大C．没有使木板倾斜或木板倾斜的程度太小D．小车受到的阻力较大【答案】：CD【解析】：电源频率不稳定的可能性不大，出现这一现象的原因是没有平衡阻力或平衡阻力不够，以致小车在橡皮筋作用下做加速运动，在橡皮筋恢复原长以后做减速运动，且受到的阻力较大，故选项C、D正确。
3．在“探究功与速度变化的关系”的实验中，甲、乙两位同学的实验操作均正确．甲同学根据实验数据作出了功和速度的关系图线，即W-v图，如图3甲所示，并由此图线得出“功与速度的平方一定成正比”的结论．乙同学根据实验数据作出了功与速度平方的关系图线，即W-v2图，如图乙，并由此也得出“功与速度的平方一定成正比”的结论．关于甲、乙两位同学的分析，你的评价是()图3A．甲的分析不正确，乙的分析正确B．甲的分析正确，乙的分析不正确C．甲和乙的分析都正确D．甲和乙的分析都不正确【答案】：A【解析】：图甲中W-v图象是曲线，不能说明功与速度的平方一定成正比，图乙中W-v2图象是过原点的倾斜直线，说明功与速度的平方一定成正比，故A正确。
平抛版7.6《实验：探究功与速度变化的关系》 修改版
测速度：利用打点计时器测量小车获得的速度。
实验误差分析：
原理方程： 1、木板上的摩擦力是否会造成误差？有何
办法？
会，可垫高木板一端来平衡摩擦力。之后 的原理方程变为：
参考实验步骤：
1、装好实验器材。（纸带、复写纸、电源） 2、平衡摩擦力。（怎样算平衡？） 3、用一根橡皮筋对小车做功。（拉伸长度？） 4、测量计算小车获得的速度。（如何选点？） 5、用多根橡皮筋重复步骤3、步骤4 。 6、整理仪器。
邵阳市一中
张文品
一、课程导入----理论猜想与推证
功
重力做功
能
重力势能变化
弹力做功
弹性势能变化
？
什么力做功
动能的变化
运动形式
匀速直线运动
匀速圆周运动 自由落体运动
合外力做功
动能变化
0
不变化
0
正功 正功
不变化
增加 增加
平抛运动
匀减速直线运动
负功
猜想
减少
动能的变化
合外力做功
并且通过类比重力势能和弹性势能，我们可以 得到，合外力做了多少正功，动能就增加多少； 合外力做了多少负功，动能就减少多少。也就 是： 问题：思考特殊情况，若初速度为0的情况下， 合外力的功是否就等于物体的末动能？ 推进：今后为了定量讨论功与动能相关的问题，还
二、课程推进---设计实验检验理论推导
思路点拨：（控制变量法）
而要探究功与速度变化的关系，也就是得到功随 速度变化的图像。那么主要的问题变为： a、如何测功？ b、如何测速度？
物理上最简单的情景就是一个力做功，初速度为零。 那么我们就可以用一个力对物体做可测的功，然后配 上可以测量物体速度的仪器即可。而且此时的功正好 是物体的末动能，正好可以检验动能与速度的关系。
2016_2017学年高中物理专题7.6实验：探究功与速度变化的关系(测)(基础版)(含解析)新人教版必修2
7.6 实验：探究功与速度变化的关系一、实验题（共6大题，每题10分，共60分。
）1．如图为“探究功与速度变化的关系”实验装置，让小车在橡皮筋的作用下弹出，沿木板滑行。
思考该探究方案并回答下列问题。
（1）实验操作中需平衡小车受到的摩擦力，其最根本的目的是 A 、防止小车不能被橡皮筋拉动B 、保证橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功C 、便于小车获得较大的弹射速度D 、防止纸带上打点不清楚（2）实验中甲、乙两同学用两种不同的方法来实现橡皮筋对小车做功的变化。
甲同学：把多条相同的橡皮筋并在一起，并把小车拉到相同位置释放； 乙同学：通过改变橡皮筋的形变量来实现做功的变化。
你认为 （填“甲”或“乙”）同学的方法可行，原因是： 。
（3）本实验可通过作图来寻找功与速度变化的关系。
若所做的W v -的图像如图所示，则下一步应作（填“2W v -”或“W ）的关系图像。
【答案】（1）B ；（2）甲；甲同学方法便于确定各次弹力做功倍数关系； （3）2W v -【名师点睛】平衡摩擦力，使小车所受到的合力等于橡皮筋的拉力，是橡皮筋对小车所做的功等于合外力对小车做的功；实验时，要保证橡皮筋的形变量相同，改变橡皮筋的条数，以改变橡皮筋对小车所做的功；根据动能定理分析答题；知道实验注意事项、掌握图象法处理实验数据的方法，即可正确解题。
2．某兴趣小组想通过物块在斜面上运动的实验探究“合外力做功和物体速度变化的关系”．实验开始前，他们提出了以下几种猜想：①W∝ v，②W∝v，③W∝v2.他们的实验装置如图甲所示，PQ为一块倾斜放置的木板，在Q处固定一个速度传感器(用来测量物体每次通过Q点时的速度)，每次实验，物体从不同初始位置处由静止释放．同学们设计了以下表格来记录实验数据．其中L1、L2、L3、L4……代表物体分别从不同初始位置处无初速释放时初始位置到速度传感器的距离，v1、v2、v3、v4……表示物体每次通过Q点的速度.他们根据实验数据绘制了如图乙所示的L－v图象，并得出结论W∝v2.(1)你认为他们的做法是否合适？(2)你有什么好的建议？(3)在此实验中，木板与物体间摩擦力的大小________(填“会”或“不会”)影响探究出的结果．【答案】（1）.不合适（2）. 应进一步绘制L－v2图像（3）. 不会3．为了探究“合外力做功和动能变化的关系”的实验，某实验小组使用如图所示的水平气垫导轨装置进行实验。
高中物理第七章7.6探究功与物体速度变化的关系教案必修2
7.6 探究功与物体速度变化的关系项目内容课题7.6 探究功与物体速度变化的关系修改与创新教学目标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）学习利用物理图像探究功与物体速度变化的关系。
2、过程与方法：通过用纸带与打点计时器来探究功与物体速度相关量变化的关系，体验知识的探究过程和物理学的研究方法。
3、情感态度与价值观：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。
教学重、难点教学重点：学习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。
教学准备①钉有2个长直铁钉的长木板（附木块），②小车（300g）③相同的熟胶+-橡皮筋6根（附：细线若干），④j01207火花式打点计时器（附：220v交流电源、备用墨粉纸盘、平直纸带若干）（也可用电磁式打点计时器），⑤计算机（附：大屏幕）。
教学过程第六节探究功与物体速度变化的关系阅读教材，提出方法（1）实验装置：见右图。
配套器材：课本方案装置（2）实验思想方法：倍增法。
虽为变力做功，但橡皮条做的功，随着橡皮条数目的成倍增加功也成倍增加。
这种方法的构思极为巧妙。
历史上，库仑应用类似的方法发现了著名的库仑定律。
当然，恒力做功时，倍增法同样适用。
（3）数据处理方法：图像法。
作出功－速度（W-v）曲线，分析这条曲线，得出功与速度变化的定量关系。
学生思考，提出预案（1）学生提出多种设计预案，在课上展示设计的思路和方法：课本方案、气垫导轨加数字毫秒计方案、铁架台打点计时器自由落体方案等。
高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。