探究功与物体速度变化的关系
文档属性
| 名称 | 探究功与物体速度变化的关系 |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 98.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2010-09-30 15:05:00 | ||
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文档简介
江苏省宿豫中学高一物理学案
第六节 探究功与物体速度变化的关系
【学习目标】
1．会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。
2．学会利用物理图象探究功与物体速度变化的关系。
3．通过用纸带与打点计时器来探究功与速度的关系，体验知识的探究过程和物理学的研究方法。
【学习重、难点】
1．学习探究功与速度变化关系的物理方法，并会利用图象法处理数据。
2．实验数据的处理方法――图象法。
【知识要点】
一．知道怎样通过实验探究力对物体做的功与物体速度变化的关系．
1．指导学生阅读教材 “探究的思路”部分，思考下列问题：
（1）探究过程中，我们是否需要测出橡皮筋做功的具体数值？是否需要测出各次小车速度的具体数值？可以怎么做？
（2）每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要求？为什么？
（3）小车获得的速度怎样计算？
（4）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？
2．指导学生分组实验，并引导学生思考下面的问题：
（1）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？
（2）纸带上的点距并不都是均匀的，应该采用那些点距来计算小车的速度？为什么？
二．学会探究功与速度关系的思路和实验的方法．
三．达到探究的目的，学会探究物理问题的方法．
注意事项：
1．橡皮筋的选择．
2．平衡摩擦力．
3．误差分析．
4．橡皮筋的条数．
5．实验装置的选取．
四．实例探究
☆ 体会图象法在物理解题中的应用
有一只小老鼠离开洞穴沿直线前进，它的速度与到洞穴的距离成反比，当它行进到离洞穴距离为d1的甲处时速度为v1，试求：
（1）老鼠行进到离洞穴距离为d2的乙处时速度v2多大？
（2）从甲处到乙处要用去多少时间？
解析：（1）由老鼠的速度与到洞穴的距离成反比，得v2 d2 = v1d1
所以老鼠行进到离洞穴距离为d2的乙处时速度v2 = d1v1/d2
（2）由老鼠的速度与到洞穴的距离成反比，作出图象，如图所示
由图线下方的面积代表的物理意义可知，从d1到d2的“梯形面积”就等于从甲处到乙处所用的时间，
易得
点评：用图象法解决物理问题，简便直观，往往会收到意想不到的效果。
【例题分析】
例1：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 ( )
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。
例2：某同学在探究功与物体速度变化的关系实验中，设计了如图5—6—1所示的实验．将纸带固定在重物上，让纸带穿过电火花计时器或打点计时器．先用手提着纸带，使重物静止在靠近计时器的地方．然后接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列小点．得到的纸带如图5—6—2所示，0点为计时器打下的第1个点，该同学对数据进行了下列处理；取OA=AB=BC，并根据纸带算出了A、B、C三点的速度分别为vA=0.12m/s，vB=0.17 m／s，vC=0.2l m／s. 根据以上数据你能否大致判断W∝v2
例3：一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，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．
【巩固练习】
1．本实验的目的是 ( )
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．探究对物体做的功与物体速度变化的关系。
2．在本实验中，我们并不需要测出橡皮筋做的功到底是多少，只需测出以后各次实验时橡皮筋对小车做的功是第一次实验多少倍，使用的方法是 ( )
A．用同样的力对小车作用，让小车通过的距离为s 、2s、3s……进行第1次，第2次，第3次……实验时，力对小车做的功就是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……实验时，力对小车做的功就是W、2W、3W……
C．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……．
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的作用下移动的距离s，便可求出每次实验中力对小车做的功，可控制为w、2W、3W……
3．在实验中，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为倾斜，对于木板的倾斜程度，下面说法正确的是 ( )
①木板只要稍微倾斜一下即可，没有什么严格要求
②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
③如果小车在倾斜的木板上能做匀速运动，则木板的倾斜程度是符合要求的
④其实木板不倾斜，问题也不大，因为实验总是存在误差的
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
4．图5—6—3所示为与小车相连，穿过打点计时器的一条纸带，纸带上的点距并不都是均匀的下列说法正确的是 ( )
①纸带的左端是与小车相连的 ②纸带的右端是与小车相连的
③利用E、F、G、H、I、J这些点之间的距离来确定小车的速度
④利用A、．B、C、D、E这些点之间的距离来确定小车的速度
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
5．在完成本次实验时，如果用一条橡皮筋进行实验，与车相连的纸带如图5－6－4所示，如果用四条橡皮筋进行实验,与小车相连的纸带如图5－6－5所示.下面说法中正确的是( )
①用一条橡皮筋拉小车时，橡皮筋对小车做功为w，用四条橡皮筋拉小车时，橡皮筋对小车做功为4W．
②用一条橡皮筋拉小车时，小车速度最大可达到V，用四条橡皮筋拉小车时，小车速度最大可达到4V．
③用一条橡皮筋拉小车时，小车速度最大可达到V，用四条橡皮筋拉小车时，小车速度最大可达2V．
④用一条橡皮筋拉小车时，小车速度最大达到V，用四条橡皮筋拉小车时，小车速度最大既不是2V，也不是4V．
A．①② B．①③ C．①④ D．①④
6．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如图5—6—6所示的纸带，这条纸带上的点两端较密，中间较疏，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斜角太小；
D．小车受到的阻力较大。
7．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5—6—7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 ．
8．在某次“探究功与物体速度变化的变化”的实验中，某同学分别用1条、2条、3条、4条、5条、6条同样的橡皮筋进行了6次实验，每次实验中橡皮筋拉伸的长度都保持一致，在所得6条纸带上选用点距相等的一段来确定小车的速度，若测得相邻两点的间距分别为：4.0cm、5.9 cm、6.9 cm、8.1cm、9.0cm、9.8cm，请你处理所得数据，并用图象法处理后得出实验结论．
图5—6—1
图5—6—2
图5—6—3
图5—6—4
图5—6—5
图5—6—6
图5—6—7
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第六节 探究功与物体速度变化的关系
【学习目标】
1．会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。
2．学会利用物理图象探究功与物体速度变化的关系。
3．通过用纸带与打点计时器来探究功与速度的关系，体验知识的探究过程和物理学的研究方法。
【学习重、难点】
1．学习探究功与速度变化关系的物理方法，并会利用图象法处理数据。
2．实验数据的处理方法――图象法。
【知识要点】
一．知道怎样通过实验探究力对物体做的功与物体速度变化的关系．
1．指导学生阅读教材 “探究的思路”部分，思考下列问题：
（1）探究过程中，我们是否需要测出橡皮筋做功的具体数值？是否需要测出各次小车速度的具体数值？可以怎么做？
（2）每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要求？为什么？
（3）小车获得的速度怎样计算？
（4）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？
2．指导学生分组实验，并引导学生思考下面的问题：
（1）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？
（2）纸带上的点距并不都是均匀的，应该采用那些点距来计算小车的速度？为什么？
二．学会探究功与速度关系的思路和实验的方法．
三．达到探究的目的，学会探究物理问题的方法．
注意事项：
1．橡皮筋的选择．
2．平衡摩擦力．
3．误差分析．
4．橡皮筋的条数．
5．实验装置的选取．
四．实例探究
☆ 体会图象法在物理解题中的应用
有一只小老鼠离开洞穴沿直线前进，它的速度与到洞穴的距离成反比，当它行进到离洞穴距离为d1的甲处时速度为v1，试求：
（1）老鼠行进到离洞穴距离为d2的乙处时速度v2多大？
（2）从甲处到乙处要用去多少时间？
解析：（1）由老鼠的速度与到洞穴的距离成反比，得v2 d2 = v1d1
所以老鼠行进到离洞穴距离为d2的乙处时速度v2 = d1v1/d2
（2）由老鼠的速度与到洞穴的距离成反比，作出图象，如图所示
由图线下方的面积代表的物理意义可知，从d1到d2的“梯形面积”就等于从甲处到乙处所用的时间，
易得
点评：用图象法解决物理问题，简便直观，往往会收到意想不到的效果。
【例题分析】
例1：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 ( )
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。
例2：某同学在探究功与物体速度变化的关系实验中，设计了如图5—6—1所示的实验．将纸带固定在重物上，让纸带穿过电火花计时器或打点计时器．先用手提着纸带，使重物静止在靠近计时器的地方．然后接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列小点．得到的纸带如图5—6—2所示，0点为计时器打下的第1个点，该同学对数据进行了下列处理；取OA=AB=BC，并根据纸带算出了A、B、C三点的速度分别为vA=0.12m/s，vB=0.17 m／s，vC=0.2l m／s. 根据以上数据你能否大致判断W∝v2
例3：一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，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．
【巩固练习】
1．本实验的目的是 ( )
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．探究对物体做的功与物体速度变化的关系。
2．在本实验中，我们并不需要测出橡皮筋做的功到底是多少，只需测出以后各次实验时橡皮筋对小车做的功是第一次实验多少倍，使用的方法是 ( )
A．用同样的力对小车作用，让小车通过的距离为s 、2s、3s……进行第1次，第2次，第3次……实验时，力对小车做的功就是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……实验时，力对小车做的功就是W、2W、3W……
C．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……．
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的作用下移动的距离s，便可求出每次实验中力对小车做的功，可控制为w、2W、3W……
3．在实验中，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为倾斜，对于木板的倾斜程度，下面说法正确的是 ( )
①木板只要稍微倾斜一下即可，没有什么严格要求
②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
③如果小车在倾斜的木板上能做匀速运动，则木板的倾斜程度是符合要求的
④其实木板不倾斜，问题也不大，因为实验总是存在误差的
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
4．图5—6—3所示为与小车相连，穿过打点计时器的一条纸带，纸带上的点距并不都是均匀的下列说法正确的是 ( )
①纸带的左端是与小车相连的 ②纸带的右端是与小车相连的
③利用E、F、G、H、I、J这些点之间的距离来确定小车的速度
④利用A、．B、C、D、E这些点之间的距离来确定小车的速度
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
5．在完成本次实验时，如果用一条橡皮筋进行实验，与车相连的纸带如图5－6－4所示，如果用四条橡皮筋进行实验,与小车相连的纸带如图5－6－5所示.下面说法中正确的是( )
①用一条橡皮筋拉小车时，橡皮筋对小车做功为w，用四条橡皮筋拉小车时，橡皮筋对小车做功为4W．
②用一条橡皮筋拉小车时，小车速度最大可达到V，用四条橡皮筋拉小车时，小车速度最大可达到4V．
③用一条橡皮筋拉小车时，小车速度最大可达到V，用四条橡皮筋拉小车时，小车速度最大可达2V．
④用一条橡皮筋拉小车时，小车速度最大达到V，用四条橡皮筋拉小车时，小车速度最大既不是2V，也不是4V．
A．①② B．①③ C．①④ D．①④
6．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如图5—6—6所示的纸带，这条纸带上的点两端较密，中间较疏，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斜角太小；
D．小车受到的阻力较大。
7．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5—6—7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 ．
8．在某次“探究功与物体速度变化的变化”的实验中，某同学分别用1条、2条、3条、4条、5条、6条同样的橡皮筋进行了6次实验，每次实验中橡皮筋拉伸的长度都保持一致，在所得6条纸带上选用点距相等的一段来确定小车的速度，若测得相邻两点的间距分别为：4.0cm、5.9 cm、6.9 cm、8.1cm、9.0cm、9.8cm，请你处理所得数据，并用图象法处理后得出实验结论．
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