高中物理人教版 (新课标)必修26.实验：探究功与速度变化的关系教案及反思

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郯城三中集体备课课题： 高一 年级 物理 备课组主备人韩召余课型新授验收结果：合格/需完善时间6 月 22 日分管领导课时1第 17 周 第 2 课时 总第 30 课时 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。重点、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 过 程教师活动学生活动修改意见1.（4分）在本实验中，小车在运动中会受到阻力作用.这样，在小车沿木板滑行的过程中，除橡皮筋对其做功以外，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，使木板略微倾斜，对于木板的倾斜程度，下面说法中正确的是（ ）A.木板只是稍微倾斜一下即可，没有什么严格的要求B.木板的倾斜角度在理论上应满足下面条件：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.如果小车滑行在木板上能做匀速运动，则木板的倾斜程度是符合要求的D.其实木板不倾斜，问题也不大，因为实验总是存在误差的2.（4分）如图1所示，与小车相连足够长的且穿过打点计时器的一条纸带上的间距明显不均匀，右端间距小，左端间距大，下面的分析和判断正确的是( )A.若左端与小车相连，可能平衡摩擦力时，木板倾斜度太大B.若右端与小车相连，可能平衡摩擦力时，木板倾斜度太大C.若左端与小车相连，可能小车有一定的初速度，实验前忘记平衡摩擦力或没有完全平衡摩擦力D.若右端与小车相连，可能小车运动前忘记或没有完全平衡摩擦力3.（4分）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4.（4分）某同学想利用自由落体运动研究“功与物体速度关系”，实验中下列四组物理量中需要直接或间接测量的量有（ ）A.重锤的质量B.重力加速度C.重锤下落的高度D.与重锤下落高度对应的重锤瞬时速度【解析】选C、D.物体受力不变，可以利用下降高度关系代表功的关系，所以必须测量下落高度，再利用下落高度计算对应各点瞬时速度，故C、D对，A、B错.5.（6分）（2009·安徽高考）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，实验装置如图2所示，实验主要过程如下：A．本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、…所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致.当用1条橡皮筋进行实验，橡皮筋对小车做的功为W，用2条、3条、…橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、…实验时，橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W、…B．小车运动中会受到阻力，补偿的方法，可以使木板适当倾斜C．某同学在一次实验中，得到一条记录纸带.纸带上打出的点，两端密、中间疏.出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小D．根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算6.（10分）科学规律的发现离不开科学探究，而科学探究可以分为理论探究和实验探究.下面我们追寻科学家的研究足迹用实验方法探究恒力做功和物体动能变化间的关系. （1）某同学的实验方案如图3甲所示，他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为在实验中还应该采取的两项措施是：①____________________________________________；②____________________________________________.（2）如图乙所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是计数点，相邻计数点间的时间间隔为T.距离如图乙，则打C点时小车的速度为_____；要验证合外力的功与动能变化间的关系，除位移、速度外、还要测出的物理量有_______.7.（10分）现有以下器材：打点计时器、重锤、纸带、铁架台、直尺、铅笔等，试设计一个实验，研究合外力的功与物体的速度的关系.要求：（1）构思实验方案；（2）说明探究功与速度关系的方法.8.（探究创新）（8分）现有以下器材：小球、弧形光滑轨道、刻度尺、铅笔、白纸、复写纸、铁架台、重锤等，试探究能否设计一个实验，探究合外力的功与物体速度的关系.并说明：（1）实验方案；（2）探究功与速度的方法.【解析】（1）实验方案：①如图固定好轨道，让其末端保持水平②让小球从轨道的某一高度h处由静止滚下，最后落在置于水平面上的白纸及复写纸上.③记下小球释放点及最后落点的位置，用刻度尺测出释放点的高度h及落点P到O点的距离x.④多次改变小球的释放点位置，记录并测量每次的h、x的值.1.【解析】选B.当重力沿斜面向下的分力等于阻力，在橡皮筋对小车不做功时，小车就会匀速运动.2.【解析】选B、C.若纸带左端与小车相连，从纸带间距可以判断小车做减速运动，小车有一定初速度，减速原因可能是忘记或没有完全平衡摩擦力，C对，A错.若纸带右端与小车相连，小车一直做加速运动，说明可能平衡摩擦力时，倾角太大，B对D错.3.【解析】选D.本实验没有必要测出橡皮筋做的功到底是多少焦耳，只要测出以后每次实验时橡皮筋做的功是第一次的多少倍就足够了，A错；每次实验橡皮筋拉伸的长度必须保持一致，只有这样才能保证以后每次实验时，橡皮筋做的功是第一次的整数倍，否则，功的数值难以测定，B错；小车运动过程中会受到阻力，只有使木板倾斜到一定程度，才能减小误差，C错；实验时，应该先接通电源，让打点计时器开始工作，然后再让小车在橡皮筋的作用下弹出，D正确.6.【解析】选D.由实验原理可知改变橡皮筋做功多少的办法是靠改变橡皮筋条数来实现的，A对.为使橡皮筋的拉力等于小车所受的合外力，通过使木板倾斜的方法平衡摩擦阻力B对，若没有平衡或平衡摩擦力不足的话，就会出现橡皮筋拉力为零后，小车减速运动，打出的点逐渐变密，C对.外力做功后小车速度达到最大，表现为点间距最大且相对均匀，所以计算速度，应以最后一段点间距进行计算，D错.7.【解析】本题考查学生探究功与速度变化关系实验的迁移能力，涉及到实验原理、实验方法（步骤）和数据的测量及处理等多个方面.（1）实验方案：①让重锤牵动纸带做自由落体运动，重锤下落不同高度时，重力做的功也不相同，由此可以取得重力做的功的不同数值；②由打点计时器打出的纸带可以求出物体下落不同高度时的瞬时速度；③研究重力做的功与物体获得速度的关系.（2）探究功和速度之间的关系：①在坐标纸上规定适当的标度，建立W-v坐标系，描出一系列的点；②用平滑的曲线连接各个点，得到一条曲线，研究规律；③如果从曲线中很难发现功与速度的关系，可尝试取v2、v3或为横坐标，再描点连线进行研究.小结（教学反思）板书设计：7．6探究功与物体速度变化的关系实验目标 探究功与速度变化的关系．仪器及器材 长木板、橡皮筋(若干)、小车、打点计时器(带纸带、复写纸等)、橡皮筋、电源、导线、刻度尺、木板．结论：功与速度的平方成正比。（本实验为便于探究，设初速度为零。）结论推广：初速度不为零时，功与速度平方的变化量成正比。