八中-《实验：探究功与物体速度变化的关系》导学案.doc

第六节 实验：探究功与速度变化的关系学案
姓名 年级 班级 日期
【学习目标】
一、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。
二、过程与方法
　1、通过参与整个探究过程，体验科学研究的方法和艰辛历程。
  2、通过解决变力做功问题，体会科学方法的精妙。
三、情感态度与价值观
  通过探究过程激发学生求知欲和学习兴趣，享受成功的乐趣，体会物理学研究的科学性。
【重点】
1、再次体会功和能量变化关系。
  2、实验方案的制定和实施。
  3、数据的图像处理。
【难点】
　1、橡皮筋的弹力做功的处理。
  2、数据的处理。
【关键】
做好实验方案的制定和实施
【学法指导】
以自主阅读教材和小组讨论的形式为主，凭借学案分析和制定出实验操作步骤，找出其中关键问题的解答办法。
【温故知新】
一、思考回答
1、什么叫动能？
2、动能的大小与哪些因素有关？
3、在前几节通过对做功的探究，得到了重力势能和弹性势能的表达式，能否利用同样的思录和方法得到动能的表达式？
【新知探究】
二、实验探究 形成规律
（一）自主探究，提出预案
要利用实验探究“外力做功和速度变化的关系”，你能提出几种预案？
（可参考“实验：探究小车速度随时间变化的规律”、“用铁架台打点计时器研究自由落体”等实验方案和课本方案。）
（二）合作探究，分组实验（本课实验采用教材70页参考案例二）
1、实验仪器：
长木板（侧面分别钉上两个钉子 ）、小车、打点计时器（包括纸带、复写纸、电源和导线）、 、直尺
2、思考与讨论：
（1）探究中，我们能否测出橡皮筋做功的具体数值？若不能，可采取什么措施？
。
（2）为了达到各次实验中橡皮筋做的功成倍增加，即实现倍增，对各次实验中橡皮筋的伸长量有什么要求？你想出了什么办法？
。
（3）小车在木板上运动时会受到阻力，可以采用什么方法进行补偿？
。
（4）纸带上的点距并不都是均匀的，应该采用哪些点距来计算小车的速度？为什么？
。
（5）小车获得的速度怎样计算？
。
（6）实验完毕后，用什么方法分析橡皮筋对小车做的功与小车速度的关系？
。
3、拟定步骤，进行实验
A.如图所示：先将轨道置于水平桌面上，将打点计时器固定在轨道上，让纸带的一端夹在小车后端，另一端穿过打点计时器。将轨道安装有打点计时器的一端适当 ，直至轻推小车后使小车恰能在板上做 运动为止。
B.如图，拉长橡皮筋使小车位于靠近打点计时器处，接通打点计时器电源，释放小车，记录本次橡皮筋做的功为W。
C.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 ，即橡皮筋每次拉伸长度都 一致，以保证第2次、第3次……橡皮筋的功是 、 ……，记录数据。
D.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 的点，并分别测出小车的速度为v1 、v2 、v3 、v4 、v5 ，记录数据。
F.以功为纵轴（第一次橡皮筋做的功W为纵轴的单位长度），以速度为横轴，建立坐标系，用描点法作出W-v图像，看是否是直线。若不是，再做 、 、 ……图像，最终确定功与速度的函数关系。
3、处理数据，得出规律
（1）设计记录实验数据的表格：

（2）根据数据描点画图，找出功与速度关系

结论： 。

（3）结论：

反馈练习：
1、 为了计算由于橡皮筋做功而使小车获得的速度，在某次实验中某同学得到了如图1所示的一条纸带，在A、B、C、D中应该选用哪个点的速度才符合要求？
图1
2．通过第4、5节的学习，我们知道，重力势能的变化与重力做功密切相关，弹性势能的变化与弹力做功密切相关．那么，请你猜测动能的变化与什么力做功密切相关呢？
A．动力 B．阻力 C．合外力 D．不能确定
【温馨提示 感悟领会】
1、 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的长度都保持和第一次一致，以保证第2次、第3次……橡皮筋的功是2W、3W…
2、 可参考下列方法：
在长木板的有打点计时器的一端下面垫一块木板，反复移动木板的位置，直至小车在斜面上向下运动时可以保持匀速直线运动状态。（此时小车上不挂橡皮筋）。这时小车在向下运动时，受到的摩擦阻力恰好与小车所受的重力在斜面方向上的分力平衡。
3、 在用纸带确定由于橡皮筋做功而使小车获得的速度时，应该是橡皮筋恢复形变以后小车的速度，所以在纸带上应选用那些间距较大，具相对均匀的点来确定小车的速度。
4、本探究实验中的重要方法及技巧
研究两个物理量的比例关系是探究两个量数量关系的重要方法，研究比例关系可以为实验测量提供很大的方便和可能。例如，一根橡皮条对小车做的功是很难确定的，如果改用两根橡皮条在完全相同的情况下做的功的具体数值仍是很难确定的。
但是，若以一根橡皮条对小车做的功为功的单位W，两根橡皮条做的功无疑是2W。
将问题转化以简化实验过程：探究的任务是外力对物体做的总功与速度变化的关系。本实验总是让小车从静止开始运动，使测定两个速度（初速度和末速度）的问题转化为测定一个末态速度的问题，非常有利于操作和数据处理发现规律（也有不足之处）。
设法减小实验误差：实验误差的大小直接关系着探究工作是否成功，是否能正确地建立变量之间的关系，揭示事物的本质。本实验注重了两个方面：① 平衡小车在木板上运动的摩擦力保证小车脱离橡皮条后做匀速运动；② 在纸带上选取点迹清楚、间距均匀的部分计算小车的速度。
利用物理图象，适当地进行坐标交换，探索物理量之间的关系。
【迁移拓展，巩固提高】
本节课是以实验来探究功与速度变化的关系的，能根据以前所学知识从理论上推导两者的关系吗？

【课后反思】