人教版高中物理 必修二 第七章 7.6 实验：探究功与速度变化的关系 (共28张PPT)
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理 必修二 第七章 7.6 实验：探究功与速度变化的关系 (共28张PPT) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1006.8KB | ||
| 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 | 2020-02-29 18:58:53 | ||
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文档简介
(共28张PPT)
知识回顾
一、重力做功与重力势能的关系
二、弹力做功与弹性势能的关系
三、力做功的情况
一、重力做功与重力势能的关系
重力做功等于重力势能的变化量
重力做正功，重力势能减少；
重力做负功，重力势能增大。
二、弹力做功与弹性势能的关系
弹力做的功等于弹性势能的变化量
弹力做正功，弹性势能增大；
弹力做负功，弹性势能减小。
(其中θ是F与s的夹角)
F的方向跟位移的方向垂直，力F不做功.
2.当θ＜π/2时cosθ＞0，W＞0;
3.当π/2＜θ≤π时cosθ＜0，W＜0;
1.当θ＝π/2时 cosθ=0，W＝0;
力F对物体做正功。
力F对物体做负功。
三、力做功的情况
导入新课
物体的动能与它的速度有关……
沙尘暴
风力越
大摧毁
力越强。
汽车速
度越大
撞击性
越强。
物体速度的变化与力对它做功有关
牵引力对
小车做正
功小车速
度增加。
7.6 实验：
探究功与速度变化的关系
第七章 机械能守恒定律
教学目标
1. 知识与能力
√领会探究功与速度变化关系实验的设计思路，能够熟练的进行操作。
2 . 过程与方法
√领会实验中通过改变橡皮筋的条数来改变
功的实验理念。
√能够结合小车的受力，分析纸带上点分布的原因。
3 . 情感态度与价值观
√能够根据实验测得的数据计算出小车匀速时的速度。并能画出大致的W-v曲线，判断两者的关系。
√体会实验中改变橡皮筋条数来该变功的思想，通过减少运算量的操作，合理的改进实验。
教学重难点
理解实验中改变橡皮筋条数来改变功的方法。
能够知道纸带上点分布的原因。
利用常用工具绘图，并探究W-v的关系。
本节导航
1. 探究思路
2. 操作技巧
3. 数据的处理
实验装置
1. 探究思路
当我们把2条、3条……同样的橡皮筋并在一起，第2次、第3次进行实验时，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…….
（1）改变功的设计思路
【说明】
根据弹力公式： ，橡皮筋的弹力与橡皮筋的伸长量有关，试验中明确要求橡皮筋拉伸长度一致，即说明弹力相等，每条橡皮筋的力都是F,但通过改变橡皮筋的条数即可使力成倍增加，一条时小车受到一条橡皮筋的力F,两条时小车受到两条橡皮筋的力为2F，三条时小车受到三条橡皮筋的力为3F……弹力做功的位移是相同的，即可认定W∝F,因此通过改变橡皮筋的条数可以改变功的大小。
注意
实验中，橡皮筋是影响实验的关键因素，要保证每条橡皮筋的伸长量相等的情况下，做功必须相等。因此实验中使用的橡皮筋要求规格相同。
实验中，当橡皮筋条数增加至四条时，由于弹力过大，小车的速度过大，纸带上打出的点数较少，以致找不出小车做匀速运动时所打出的点以及出现小车损坏等情况。因此，实验中对橡皮筋的选用要求很严格。
适合本实验的橡皮筋如图，它是横截面积为圆形，半径约为0.7mm的细橡皮筋。
如果在当地找不到这样的橡皮筋，也可以选择服装制作中由多跟橡皮筋组成的带状或圆柱状的松紧带。松紧带要仔细剪成单股，圆柱状松紧带要去掉外层包裹的纱线。
计算得到。因为打点计
时器相邻两点间时间间隔相同，都为0.02秒，
只需跟据纸带相邻两点间距离来推测速度的变
化。实验中所要求的是匀速运动阶段的速度，
即纸带上相邻两点间间距相同时的速度。
（2）速度测量的设计思路
速度的测量是通过纸带和打点计时器测出
的，通过公式
想一想
为什么要测匀速时的速度呢？
纸带分析
开始阶段，两点间距不断增大，此时，小车与橡皮筋尚未分离，在弹力作用下，小车的速度增大。
中间阶段，相邻两点间距基本相同，此时，小车与橡皮筋脱离，小车在斜面上运动，合力为零，保持匀速直线运动。
末尾阶段，相邻两点间距不断减小，此时，小车滑出斜面，受摩擦阻力作用，速度减小。
2. 操作技巧
小车在运动过程中会
受到阻力，怎样使阻力
减小呢？
阻力来源: 木板摩擦、打点计时器的摩擦
操作方法: 使木板略微倾斜
θ为斜面与水平面的夹角， 为打点计时器的阻力。
操作原理：
检测方法：
利用打点计时器，使打出的纸带任意两点间隔相同。
说明：
操作：
目的：
释放小车时，使小车位于两夹子中间
使小车做直线运动
操作：
目的：
使用电火花计时器
减小摩擦
操作：
目的：
在小车上加100～200g的砝码
使小车的速度减慢，打点较多
有人将实验装置进行了修改：
（1）在木板上加了两条光滑的合金导轨
（2）将砝码换成了橡皮泥
改进之后有什么优点呢？
减小摩擦
更加稳固
3. 数据的处理
将测得的速度记录到下表中：
一根
橡皮筋 两根
橡皮筋 三根
橡皮筋 四根
橡皮筋
第一次
第二次
第三次
平均值
根据测量数据可大致画出W-v图像，如图像不是直线，可以通过一系列的计算，如将v乘方、开方……通过图像推测W与v的关系。
相关链接
借助于常用软件，可以准确迅速地跟据表中数据作出W-v图像，甚至能写出图像所代表的公式，如 ExceL
利用打点计时器使任意两点间时间间隔相同，根据公式 ，仅通过测量纸带上的间隔可求出速度。
课堂小结
1. 探究思路
（1）改变功的设计思路
通过改变橡皮筋的条数来改变功。
（2）速度测量的设计思路
2. 操作技巧
可根据上面公式，适当抬高木板，使小车脱离橡皮筋在模板上运动时合外力为零，能在一段时间内保持匀速直线运动。
采用对纸带摩擦较小的电火花计时器，释放小车时，尽量使小车沿直线运动。通过家中小车质量的方法减慢小车速度，使打点计时器在纸带上打的点较多。
3. 数据的处理
通过多次测量求平均值的做法，重复实验，并求出在不同功的作用下速度的平均值。利用常用的绘图软件进行绘图，探究W与v的关系。
知识回顾
一、重力做功与重力势能的关系
二、弹力做功与弹性势能的关系
三、力做功的情况
一、重力做功与重力势能的关系
重力做功等于重力势能的变化量
重力做正功，重力势能减少；
重力做负功，重力势能增大。
二、弹力做功与弹性势能的关系
弹力做的功等于弹性势能的变化量
弹力做正功，弹性势能增大；
弹力做负功，弹性势能减小。
(其中θ是F与s的夹角)
F的方向跟位移的方向垂直，力F不做功.
2.当θ＜π/2时cosθ＞0，W＞0;
3.当π/2＜θ≤π时cosθ＜0，W＜0;
1.当θ＝π/2时 cosθ=0，W＝0;
力F对物体做正功。
力F对物体做负功。
三、力做功的情况
导入新课
物体的动能与它的速度有关……
沙尘暴
风力越
大摧毁
力越强。
汽车速
度越大
撞击性
越强。
物体速度的变化与力对它做功有关
牵引力对
小车做正
功小车速
度增加。
7.6 实验：
探究功与速度变化的关系
第七章 机械能守恒定律
教学目标
1. 知识与能力
√领会探究功与速度变化关系实验的设计思路，能够熟练的进行操作。
2 . 过程与方法
√领会实验中通过改变橡皮筋的条数来改变
功的实验理念。
√能够结合小车的受力，分析纸带上点分布的原因。
3 . 情感态度与价值观
√能够根据实验测得的数据计算出小车匀速时的速度。并能画出大致的W-v曲线，判断两者的关系。
√体会实验中改变橡皮筋条数来该变功的思想，通过减少运算量的操作，合理的改进实验。
教学重难点
理解实验中改变橡皮筋条数来改变功的方法。
能够知道纸带上点分布的原因。
利用常用工具绘图，并探究W-v的关系。
本节导航
1. 探究思路
2. 操作技巧
3. 数据的处理
实验装置
1. 探究思路
当我们把2条、3条……同样的橡皮筋并在一起，第2次、第3次进行实验时，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…….
（1）改变功的设计思路
【说明】
根据弹力公式： ，橡皮筋的弹力与橡皮筋的伸长量有关，试验中明确要求橡皮筋拉伸长度一致，即说明弹力相等，每条橡皮筋的力都是F,但通过改变橡皮筋的条数即可使力成倍增加，一条时小车受到一条橡皮筋的力F,两条时小车受到两条橡皮筋的力为2F，三条时小车受到三条橡皮筋的力为3F……弹力做功的位移是相同的，即可认定W∝F,因此通过改变橡皮筋的条数可以改变功的大小。
注意
实验中，橡皮筋是影响实验的关键因素，要保证每条橡皮筋的伸长量相等的情况下，做功必须相等。因此实验中使用的橡皮筋要求规格相同。
实验中，当橡皮筋条数增加至四条时，由于弹力过大，小车的速度过大，纸带上打出的点数较少，以致找不出小车做匀速运动时所打出的点以及出现小车损坏等情况。因此，实验中对橡皮筋的选用要求很严格。
适合本实验的橡皮筋如图，它是横截面积为圆形，半径约为0.7mm的细橡皮筋。
如果在当地找不到这样的橡皮筋，也可以选择服装制作中由多跟橡皮筋组成的带状或圆柱状的松紧带。松紧带要仔细剪成单股，圆柱状松紧带要去掉外层包裹的纱线。
计算得到。因为打点计
时器相邻两点间时间间隔相同，都为0.02秒，
只需跟据纸带相邻两点间距离来推测速度的变
化。实验中所要求的是匀速运动阶段的速度，
即纸带上相邻两点间间距相同时的速度。
（2）速度测量的设计思路
速度的测量是通过纸带和打点计时器测出
的，通过公式
想一想
为什么要测匀速时的速度呢？
纸带分析
开始阶段，两点间距不断增大，此时，小车与橡皮筋尚未分离，在弹力作用下，小车的速度增大。
中间阶段，相邻两点间距基本相同，此时，小车与橡皮筋脱离，小车在斜面上运动，合力为零，保持匀速直线运动。
末尾阶段，相邻两点间距不断减小，此时，小车滑出斜面，受摩擦阻力作用，速度减小。
2. 操作技巧
小车在运动过程中会
受到阻力，怎样使阻力
减小呢？
阻力来源: 木板摩擦、打点计时器的摩擦
操作方法: 使木板略微倾斜
θ为斜面与水平面的夹角， 为打点计时器的阻力。
操作原理：
检测方法：
利用打点计时器，使打出的纸带任意两点间隔相同。
说明：
操作：
目的：
释放小车时，使小车位于两夹子中间
使小车做直线运动
操作：
目的：
使用电火花计时器
减小摩擦
操作：
目的：
在小车上加100～200g的砝码
使小车的速度减慢，打点较多
有人将实验装置进行了修改：
（1）在木板上加了两条光滑的合金导轨
（2）将砝码换成了橡皮泥
改进之后有什么优点呢？
减小摩擦
更加稳固
3. 数据的处理
将测得的速度记录到下表中：
一根
橡皮筋 两根
橡皮筋 三根
橡皮筋 四根
橡皮筋
第一次
第二次
第三次
平均值
根据测量数据可大致画出W-v图像，如图像不是直线，可以通过一系列的计算，如将v乘方、开方……通过图像推测W与v的关系。
相关链接
借助于常用软件，可以准确迅速地跟据表中数据作出W-v图像，甚至能写出图像所代表的公式，如 ExceL
利用打点计时器使任意两点间时间间隔相同，根据公式 ，仅通过测量纸带上的间隔可求出速度。
课堂小结
1. 探究思路
（1）改变功的设计思路
通过改变橡皮筋的条数来改变功。
（2）速度测量的设计思路
2. 操作技巧
可根据上面公式，适当抬高木板，使小车脱离橡皮筋在模板上运动时合外力为零，能在一段时间内保持匀速直线运动。
采用对纸带摩擦较小的电火花计时器，释放小车时，尽量使小车沿直线运动。通过家中小车质量的方法减慢小车速度，使打点计时器在纸带上打的点较多。
3. 数据的处理
通过多次测量求平均值的做法，重复实验，并求出在不同功的作用下速度的平均值。利用常用的绘图软件进行绘图，探究W与v的关系。