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学案设计

这是一份高中物理人教版 (新课标)必修26.实验：探究功与速度变化的关系学案设计，共5页。

课标要求：
1.通过实验探究及∝的关系
2.通过实验掌握平衡摩擦力的方法
3.学会运用图像法处理实验数据
重点：1.计算橡皮筋弹力做功的方法
2.小车最大速度的计算方法
难点：通过图像法处理功与速度的关系
巩固基础
1. 在“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水平
D．先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出
2.在“探究功与物体速度变化的关系”实验中，我们并不需要测出橡皮筋做的功到底是多少，只要测出以后各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 （ ）
A．选用同样的橡皮筋，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，橡皮筋对小车做的功就是W、2W、3W……
B．用同样的力对小车作用，让小车通过距离s、2s、3s……则第1次、第2次、第3次……实验时，力对小车做的功就是W、2W、3W……
C．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……实验时，力对小车做的功就是W、2W、3W……
D．利用弹簧测力计测量对小车的拉力F，利用直尺测量小车在力的作用下移动的距离L,便可求出每次实验中力对小车做的功，可控制W、2W、3W……
3.在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中作出图象如图所示，哪一个是符合实际的（ ）
W
W
W
W
AW
BW
CW
DW
4.在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中，某同学在一次实验中得到了一条纸带，这条纸带上的点两端较密，中间疏，出现这种情况的原因可能是（ ）
A．电源的频率不稳定 B．木板倾斜程度太大
C．没有使木板倾斜或倾角太小 D．小车受到的阻力较大
5.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”的实验装置如图所示。以下关于该实验的说法中不正确的是（ ）
A．在改变橡皮筋的个数时，橡皮筋伸长的长度必须一致。
B．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。
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．本实验是探究橡皮筋对小车做的功与小车的速度之间是否存在、、等关系。
·
·
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·
0
1
3
4
2
5
6
7
6.在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中得到如图所示的一条纸带，则应根据哪段来计算小车获得的速度？为什么？
提升能力
7. 某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关系” 的实验，如图，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W. 当用2条、3条……，完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致。每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。
⑴若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是( )
A．橡皮筋处于原长状态 B．橡皮筋仍处于伸长状态
C．小车在两个铁钉的连线处 D．小车已过两个铁钉的连线
（2）下面是本实验的数据记录表，
从理论上讲，橡皮筋做的功Wn和物体速度vn变化的关系应是Wn∝ 。请运用表中测定的数据在上图所示的坐标系中作出相应的图象，验证理论的正确性。
纸带
小车
橡皮筋
打点计时器
木板
感悟经典
(2009年高考广东卷)某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”，如图所示，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．小车中可以放置砝码．
(1)实验主要步骤如下：
①测量________和拉力传感器的总质量M1；把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路。

②将小车停在C点，________，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B时的速度．
③在小车中增加砝码，或________，重复②的操作。
(2)下表是他们测得的一组数据，其中M是M1与小车中砝码质量之和，|vA2－vB2|是两个速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动能变化量ΔE，F是拉力传感器受到的拉力，W是F在A、B间所做的功．表格中的ΔE3＝__________，W3＝__________(结果保留三位有效数字)。
解析：(1)①在实验过程中拉力对小车和传感器做功使小车和传感器的动能增加，所以需要测量小车和传感器的总质量；③通过控制变量法只改变小车的质量或只改变拉力大小得出不同的数据；(2)通过拉力传感器的示数和AB长用W＝FL可计算拉力做的功；(3)利用图象法处理数据，由动能定理可知W与ΔE成正比，作图可用描点法。
[答案] (1)小车 释放小车 改变钩码数量
(2)0.600 J 0.610 J

第六节 实验 ：探究功与速度变化的关系
5W
4W
3W
2W
W
0
Wn
2
6
4
8
10
12
1.D 2.A 3.C 4.CD 5.B 6. 应根据第3与第7点间的距离来计算，得到的速度是。因为3～7点比较均匀 7.解析 （1）B
（2） （作图如图示：要求明确标注坐标轴的物理量，合理设置标度，用尺规作图，所作图线应通过原点）。可见合力做的功Wn和物体速度vn变化的平方成正比，验证了理论的正确性。
橡皮筋
做功
10个间隔距离
x（m）
10个间隔时间
T（s）
小车获得速度
vn（m/s）
小车速度的平方vn2（m/s）2
1
W
0.2880
0.2
1.44
2.07
2
2W
0.4176
0.2
2.09
4.36
3
3W
0.4896
0.2
2.45
5.99
4
4W
0.5904
0.2
2.95
8.71
5
5W
0.6480
0.2
3.24
10.50
次数
M/kg
/(m/s)2
F/N
W/J
1
0.500
0.760
0.190
0.400
0.200
2
0.500
1.65
0.413
0.840
0.420
3
0.500
2.40
1.220
W3
4
1.000
2.40
1.20
2.420
1.21
5
1.000
2.84
1.42
2.860
1.43