第六节：探究功与物体速度变化的关系
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7.6探究功与速度变化的关系
• • • •
1．探究的问题 通过实验探究力(合力)对物体做的功与物体速度变化的关系． 2．合理推测 若作用于物体上的合力不为零，产生加速度，若初速度为零， 则物体前进距离越大，做的功越多，物体获得的( 速度越大） • 3．设计实验 • (1)实验装置：见图7—6—1 • (2)功的得出：小车在同样的1条、2条、3条…橡皮筋的作 、 、 … 用下弹出，橡皮筋对小车做的功分别为( 1W、2W、3W… )
• (3)打点计时器打出的纸带上相邻各点的间距并不均匀， 应选 （ ） 纸带来计算小 一段点间距均匀 车的速度，因这一小段是橡皮筋对小车做功完毕时的情形 (小车速度也可借助光电门来测量)． • 5．数据处理，得出结论 • 先对测量数据进行估计，或者作出 ( W－v草图 )大 － 草图 致判断两个量可能是什么关系．若认为W∝v2，就对每个 速度值算出它的 ( 二次方 )，作出W－v2图象，若是直 线，说明 ( W∝v2 ) . ∝ • 结论：通过作图发现W－v2图象近似是 ( 直线 ) ，说 W∝v2 ) . ∝ 明(
7.6探究功和速度变化的关系 探究功和速度变化的关系
探究功与物体速度变化的关系
定性:在物体质量一定的前提下： 对物体做的功越多，物体的速度 变化就越大。
情景导入
实 验： 探 究 做 功 与 小 车 速 度 变 化 的 关 系
实验目的： 实验目的：通过实验探究橡皮筋对小 车做功与小车速度变化的关系 实验器材：橡皮筋（ 实验器材：橡皮筋（6根）、小车、砝码、 ）、小车、砝码、 小车 木板、打点计时器、铁钉、 木板、打点计时器、铁钉、刻度尺等 打点计时器 小车 铁钉 木板 纸带 橡皮筋
探 究的 思 路
1、橡皮筋做的功 、
问题：①橡皮筋做功是恒力做功还是变力做功？ ②如何改变橡皮筋做的功？
6 探究功与物体速度变化的关系结论
三、教学用具
弹弓一只、小纸团若干个、长木板（带垫木）、小车、电火花打点计时器、刻度尺、纸带、橡皮筋
四、教学过程设计
（一）引入新课 课件投影弹弓图片，展示弹弓实物。引导学生回忆儿时的游戏，教师再通过演示重现“玩弹弓”的有趣活动。
提问问题：是什么原因使小纸团的速度发生了变化？（答：被拉伸的橡皮筋产生弹力，弹力对小纸团做功，使小纸团的速度发生了变化）
教师评价学生的答案，提出本节课的实验探究课题：探究功与物体速度变化的关系。
（二）提出问题，设计实验 提出问题：我们怎样去探究功与物体速度变化的关系呢？（让学生相互交流讨论，初步形成实验方案）
评价学生提出的不同实验方案，肯定优点，改进不足，并逐步形成课本上的实验方案。（稍后，课件展示本节实验器材）
（五）课堂小结 总结本节探究课的实施过程，突出方法与过程的重要性。
附：板书设计
探究功与物体速度变化的关系
一、实验探究
1、探究功与物体速度变化的关系
2、探究功与物体速度平方变化的关系
二、实验结论
结论：力对物体做的功与物体速度平方的变化成正比。
3、情感态度与价值观（1）体验探究的困难，享受成功的乐趣，激发学习的兴趣；（2）培养交流合作的意识和严谨的科学态度。
二、教学重点、难点
1、重点：学习探究功与物体速度变化关系的物理方法，并会利用图象处理数据；
2、难点：（1）实验数据的处理方法——图象法；（2）复杂问题的转化方法。
让学生讨论课本实验方案并思考：1、橡皮筋弹力对小车做功的大小与哪些因素有关？2、为什么要通过改变橡皮筋条数来改变弹力对小车做的功？3、如何测定小车的速度？该选用哪些点迹来测定小车的速度，为什么？4、小车在运动过程中所受的摩擦力对速度的影响怎样消除？
高一物理必修二7.6实验：探究功与速度变化的关系课件
C B A
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.
4.在上述实验中打出的5 条纸带中,分别找出小车开始 近似做匀速运动的点,并分别测出匀速运动时的速度 v1 、v2 、v3 、v4 、v5 .
?
?
三.数据处理功与速度的关系 得到的数据应怎么处理?
v
2
实验目标 ： 探究功与速度变化的关系． 实验器材 ： 长木板、橡皮筋(若干)、小车、打点计时器、 橡皮筋、电源、导线、刻度尺、木板、砝码（应 该使小车的质量大些） ． 注意事项： 1．橡皮筋的选择． 3．误差分析． 5．实验装置的选取． 2．平衡摩擦力． 4．橡皮筋的条数．
【例1】在用如图所示装置做“探究功与速度变化的关系” 的实验时,下列说法正确的是( A C ) 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
0.25 0.20 0.15 0.10
．
0.05
0.00 0
s/cm
2 4
6
8
10
思考二:①平衡摩擦力后打出点迹是怎样的？ 方法:判断运动 ②我们应该选取纸袋上的哪部分点计算小车获得的速度？
应该选后段点间距均匀的点 v v
s nT
思考三:若未平衡摩擦力,请定性画出所得纸带是怎样的？
A
B
C
D
E
F
G
做出W—v的图象,如果不是直线. 做出W—v2的图象,如果是一条直线 实验结论： W∝V2,即功与物体的速度的平方成正比.
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.
4.在上述实验中打出的5 条纸带中,分别找出小车开始 近似做匀速运动的点,并分别测出匀速运动时的速度 v1 、v2 、v3 、v4 、v5 .
?
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三.数据处理功与速度的关系 得到的数据应怎么处理?
v
2
实验目标 ： 探究功与速度变化的关系． 实验器材 ： 长木板、橡皮筋(若干)、小车、打点计时器、 橡皮筋、电源、导线、刻度尺、木板、砝码（应 该使小车的质量大些） ． 注意事项： 1．橡皮筋的选择． 3．误差分析． 5．实验装置的选取． 2．平衡摩擦力． 4．橡皮筋的条数．
【例1】在用如图所示装置做“探究功与速度变化的关系” 的实验时,下列说法正确的是( A C ) 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
0.25 0.20 0.15 0.10
．
0.05
0.00 0
s/cm
2 4
6
8
10
思考二:①平衡摩擦力后打出点迹是怎样的？ 方法:判断运动 ②我们应该选取纸袋上的哪部分点计算小车获得的速度？
应该选后段点间距均匀的点 v v
s nT
思考三:若未平衡摩擦力,请定性画出所得纸带是怎样的？
A
B
C
D
E
F
G
做出W—v的图象,如果不是直线. 做出W—v2的图象,如果是一条直线 实验结论： W∝V2,即功与物体的速度的平方成正比.
探究功与物体速度变化的关系
6
探究功与物体速度变化的关系
我们已经知道了：
重力做功WG 弹力做功WF 合力做功W
重力势能mgh
1 2 kl 弹性势能 2
动能 速度
我们将用实验的方法来探究：
1.通过实验探究力对物体做的功与物 体 速度变化的关系
2.体会探究的过程和所用的方法
请学生阅读教材 “探究的思路”部分
1、探究过程中，我们是否需要测出橡皮筋做 功的 具体数值？ 2、小车在木板上运动时会受到阻力，可采用 什么方法进行补偿？ 平衡摩擦 3、每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要求？ 4、小车获得的速度怎样计算？ 5、实验完毕后，我们用什么方法分析橡皮筋 对小车作的功和小车速度的关系？
问题b：如何测出W的数值？
怎么办？ 变力做功，不易测量
问题c：每次实验中橡皮筋拉伸的长度有 什么要求？ 各次实验中橡皮筋的伸长量必须相同
每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要求？
我们由问题一可以知道： 为了使弹力功的大小与橡皮筋的 条数成正比，因此，每次拉长橡 皮筋的长度应该相等。
小车获得的速度怎样计算？ 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。 进行若干次测量，就得到 若干组功和速度的数据
数据处理
W
V(m/s)
0 0
1
2
3
4
5
6
问题：如何直观找到功与速度的关系？
——图像法
做出W—v的图象，如果不是 直线。 做出W—v2的图象，如果是一条直线 如果不是。。。。。。 直到直线为止
（电火花计时器）
实验数据
W—v图象
v/(m· s－1)
0.00 0.80 1.10 1.28 1.53 1.76 1.89
探究功与物体速度变化的关系
我们已经知道了：
重力做功WG 弹力做功WF 合力做功W
重力势能mgh
1 2 kl 弹性势能 2
动能 速度
我们将用实验的方法来探究：
1.通过实验探究力对物体做的功与物 体 速度变化的关系
2.体会探究的过程和所用的方法
请学生阅读教材 “探究的思路”部分
1、探究过程中，我们是否需要测出橡皮筋做 功的 具体数值？ 2、小车在木板上运动时会受到阻力，可采用 什么方法进行补偿？ 平衡摩擦 3、每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要求？ 4、小车获得的速度怎样计算？ 5、实验完毕后，我们用什么方法分析橡皮筋 对小车作的功和小车速度的关系？
问题b：如何测出W的数值？
怎么办？ 变力做功，不易测量
问题c：每次实验中橡皮筋拉伸的长度有 什么要求？ 各次实验中橡皮筋的伸长量必须相同
每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要求？
我们由问题一可以知道： 为了使弹力功的大小与橡皮筋的 条数成正比，因此，每次拉长橡 皮筋的长度应该相等。
小车获得的速度怎样计算？ 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。 进行若干次测量，就得到 若干组功和速度的数据
数据处理
W
V(m/s)
0 0
1
2
3
4
5
6
问题：如何直观找到功与速度的关系？
——图像法
做出W—v的图象，如果不是 直线。 做出W—v2的图象，如果是一条直线 如果不是。。。。。。 直到直线为止
（电火花计时器）
实验数据
W—v图象
v/(m· s－1)
0.00 0.80 1.10 1.28 1.53 1.76 1.89
物理创新实验设计——用打点计时器探究动能定理
物理创新实验设计⏹用打点计时器探究动能定理⏹现实问题：人教版高中物理必修-2第七章-第六节：探究功与物体速度变化的关系中，采用橡皮筋弹出小车的方法研究功与速度的关系，这一设计调动了学生的积极性，体现了探究思想。
但橡皮筋的功无法测量，最终只能定性的说明W∝v2的关系。
因此有必要要设计一个简便易行的实验，探究功与速度的数量关系呢。
设计思想：在高中阶段，最容易计算和测量的功是mgh，利用打点计时器可以测量v。
因此，在教学中以自由落体实验为突破口，结合斜面实验，利用打点加计时器测量自由落体运动的瞬时速度和下落的高度，探究重力做功、其它力做功与速度之间的关系，进而推广、拓宽，得出动能的表达式和动能定理。
处理数据时通过计算机系统进行，以简化过程节省时间。
具体操作如下：一、预备知识1．如何计算和测量重力做功？如何测量物体的速度？2．重力对物体做功，物体的运动速度如何变化呢？3. 打点加计时器的应用，平均速度的计算: v n= ( h n+1-h n-1)/2T。
4. 加速度与力、质量关系的实验操作。
二、实验分组操作（一）自由落体实验——【媒体展示】实验步骤和注意事项：1.装置要竖直，尽量减小纸带与限位孔间的摩擦，纸带无初速释放，重物的质量和密度应较大, 以减小阻力，确保自由落体运动。
2.纸带30 - 40cm长，选用点迹清晰，呈一条直线，第1、2两点间距接近2mm的纸带进行研究。
3.如图安装、打点、换纸带、换物体、重复，挑选纸带记下第一个点的位置O，依次选取几个较方便的点，量出各点到O的距离，计算出各点的v ，进行研究。
（二）斜面实验——【媒体展示】实验步骤和注意事项：1．用天平测出小车和小桶的质量M和m，把数据记录下来。
（砂和小桶的总质量不要超过小车和砝码的总质量的1/10。
）2．按如图装置把实验器材安装好，只是不把挂小桶用的细线系在小车上，即不给小车加牵引力。
3．平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上垫木，反复移动垫木的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态(可以从纸带上打的点是否均匀来判断)。
6 实验：探究功与速度变化的关系
即力对原来静止的物体做的功与物体获
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.探究力对物体做功与物体加速度变化的关系 D.探究力对物体做功与物体速度变化的关系
)
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，符合实际的是（ ）
二、采集数据 生成结论
实验 次数 1 2 3 4 5 6 橡皮筋 做的功 W 2W 3W 4W 5W 6W 匀速运动时的速度
v
0.232 0.321 0.417 0.469 0.529 0.571
v
2
v
3
v
0.481664 0.566569 0.645755 0.684836 0.727324 0.755645
6 实验：探究功与速度变化 的关系
一、探究目的
探究合力做功与速度变化的关系，初速 度为零，实验转化为探究合力做功与末速度 的关系。
引导： 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？
方案一：
打点计时器
小车
铁钉
纸带
橡皮筋
木板
通过每次增加一根橡皮筋的方法表示功的大小。
ＣWWWW NhomakorabeaO
v
O
v B
O
v C
O
v D
A
3、关于功与物体速度变化的关系，你的探究结 论是（ ）
Ｂ
A. C.
W v
B.
3
W v2
W v
W v
D.
4、关于探究功与物体速度变化的关系实验中，下列 叙述正确的是( D ) A、每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的 具体数值
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
第六节：探究功与物体速度变化的关系
木板
纸带
橡皮筋
探 究 的 思 路
1、测量橡皮筋对小车做的功W 2、测量由于橡皮筋做功而使小车获得 的速度v
3、数据处理，寻找W与v的关系
问题1：有哪些力在对小车做功？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2：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3：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
测量由于橡皮筋做功而使小车获得的速 度v 问题：如何测量小车的速度？ 利用打点计时器打出的纸带 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？ 为什么？ 取点迹清晰且间距均匀的部分
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？ 解决方案 第一次用一条橡皮筋拉小车 做功W
验时，力对小车做的功就是W、2W、3W C、选用相同的橡皮筋，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，橡皮筋对物 体做的功就是W、2W、3W …… D、利用弹簧秤测量对小车的拉力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 ……
5、对橡皮筋做的功来说，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 过的距离依次是s、2s、3s……进行第1 次、第2次、第3次……实验时，力对物 体做的功就是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次力为3F……
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
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测量由于橡皮筋做功而使小车获得的速 度v 问题：如何测量小车的速度？ 问题：如何测量小车的速度？ 利用打点计时器打出的纸带 问题：纸带上打出的点并不都是均匀的， 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？ 应该采用那些点来计算小车的速度？ 为什么？ 为什么？ 取点迹清晰且间距均匀的部分
数据处理
W v /(m/s) 1 0.80 2 1.10 3 1.28 1.53 4 1.76 5 1.89 6
0 0
W-v图 - 图
为什么图象会通过 原点? 原点?
W v2/(m2·s -2)
0 1 2 3 4 5 6
0 0.64 1.21 1.64 2.34 3.10 3.57
W-v2图 -
? ? ? ? ?
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 代替1 条橡皮筋重做实验，保证每次释 放小车的位置相同， 放小车的位置相同，即橡皮筋被拉长的 长度相同。 长度相同。 4、在上述实验中打出的5 条纸带中，分 在上述实验中打出的5 条纸带中， 别找出小车开始近似做匀速运动的点 近似做匀速运动的点， 别找出小车开始近似做匀速运动的点， 并分别测出匀速运动时的速度v 并分别测出匀速运动时的速度v1 、v2 、 v3 、 v4 、 v5 。
做功 2W
依次类推，并联三条、四条 橡皮筋， 依次类推，并联三条、四条……橡皮筋， 三条 橡皮筋 且拉伸的长度都一样，做的功为3W 3W、 且拉伸的长度都一样，做的功为3W、 4W…… 4W
实验过程 将打点计时器固定在一块平板上， 1、将打点计时器固定在一块平板上， 让纸带的一端夹在小车后端， 让纸带的一端夹在小车后端，另一端穿 过打点计时器。将平板安装有打点计时 过打点计时器。将平板安装有打点计时 器的一端适当垫高，调整高度， 器的一端适当垫高，调整高度，直至轻 推小车后使小车恰能在板上做匀速直线 恰能在板上 推小车后使小车恰能在板上做匀速直线 运动为止 为止。 运动为止。 2、将橡皮筋固定在小车前端。拉长橡 将橡皮筋固定在小车前端。 皮筋使小车位于靠近打点计时器 靠近打点计时器处 皮筋使小车位于靠近打点计时器处，记 C B 下小车位置。接通打点计时器电源， 下小车位置。接通打点计时器电源A ， 释放小车。 释放小车。
第六节： 第六节：探究功与速度变化的关系
复习： 复习：重力做功
重力势能
WG＝EP1－EP2 弹力做功 弹性势能
WF＝EP1－EP2 外力做功 速度 动能
实验： 实验：探究做功与小车速度变化的关系 实验目的： 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、 实验器材：橡皮筋、小车、木板、打点 计时器、纸带、 计时器、纸带、铁钉等
问题4： 问题 ：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， 定一样，怎样测量橡皮筋对物体做 功的功呢？ 功的功呢？ 第一次用一条 一条橡皮筋拉小车 解决方案 第一次用一条橡皮筋拉小车 做功W 做功W
第二次用两条完全相同的橡 第二次用两条完全相同的橡 两条 皮筋并联起来栓到小车上拉 小车， 小车，且使每条橡皮筋的伸 长都和第一次的伸长量一样 长都和第一次的伸长量一样
打点计时器 小车 铁的功W 测量橡皮筋对小车做的功W 2、测量由于橡皮筋做功而使小车获得 的速度v 的速度v 3、数据处理，寻找W与v的关系 数据处理，寻找W
问题1：有哪些力在对小车做功？ 问题 ：有哪些力在对小车做功？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？ 况下可以不用考虑摩擦力？ 弹力和摩擦力， 弹力和摩擦力，用重力的分力平衡 摩擦力。 摩擦力。 问题2： 问题 ：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） （橡皮筋做的功和小车的速度） 问题3：需要测量小车哪一点的速度、 问题 ：需要测量小车哪一点的速度、 如何测量？ 如何测量？ 匀速阶段的速度， 匀速阶段的速度，分析纸带
4、为研究功与物体速度变化的关系， 、为研究功与物体速度变化的关系， 在某次实验中某同学得到了如图所示 的一条纸带, 的一条纸带 （1）应选哪些点间距进行测量？ ）应选哪些点间距进行测量？ （2）怎样根据测得的数据进行确定小 ） 车的速度？ 车的速度？
5、对橡皮筋做的功来说，直接测量是有 、对橡皮筋做的功来说， 困难的， 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， 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的 多少倍， 多少倍，使用的方法是 A、用同样的力对小车做功，让小车通 、用同样的力对小车做功， 过的距离依次是s、 、 进行第1 过的距离依次是 、2s、3s……进行第 进行第 实验时， 次、第2次、第3次……实验时，力对物 次 次 实验时 体做的功就是W、 、 体做的功就是 、2W、3W …… B、让小车通过相同的距离，第1次力为 、让小车通过相同的距离， 次力为 F、第2次力为 、第3次力为 次力为2F、 次力为3F…… 、 次力为 次力为
结论：表明在物体 结论： 初速度为零时W与 初速度为零时 与 v2 成正比
结 论
弹簧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， 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。 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， 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？ 速度之间应该有什么样的关系？
验时，力对小车做的功就是 、 验时，力对小车做的功就是W、2W、3W 、 C、选用相同的橡皮筋，在实验中每次橡 、选用相同的橡皮筋， 皮筋拉伸的长度保持一致，当用1条 皮筋拉伸的长度保持一致，当用 条、2 同样的橡皮筋进行第1次 条、3条……同样的橡皮筋进行第 次、 条 同样的橡皮筋进行第 实验时， 第2次、第3次……实验时，橡皮筋对物 次 次 实验时 体做的功就是W、 、 体做的功就是 、2W、3W …… D、利用弹簧秤测量对小车的拉力 ，利 、利用弹簧秤测量对小车的拉力F， 用直尺测量小车在力作用下移动的距离s， 用直尺测量小车在力作用下移动的距离 ， 便可以求出每次实验中力对小车做的功， 便可以求出每次实验中力对小车做的功， 可控制为W、 、 可控制为 、2W、3W ……
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， 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 其实木板不倾斜，问题也不大， 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 （） 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
1. 本节是一个探究性实验，探究的目的 本节是一个探究性实验， 是（ ） 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， 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， 小车在运动中会受到阻力作用 这样，小 车沿木板滑行的过程中， 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， 做功外，还有阻力做功，这样便会给实 验带来误差。 验带来误差。我们在实验中想到的办法 使木板略为倾斜， 是，使木板略为倾斜，对木板的倾斜程 下面说法正确的是（ 度，下面说法正确的是（ ） A. 木板只要稍微倾斜一下即可，没有什 木板只要稍微倾斜一下即可， 么严格要求 B. 木板的倾斜角度在理论上应满足下面 要求： 要求：即重力使物体沿斜面下滑的分