探究：功與速度的變化關(guān)系授課教師：青海省平安縣第一高級中學(xué)祁公民課標(biāo)解讀

1.領(lǐng)會實驗的設(shè)計思路，經(jīng)歷探究學(xué)習(xí)情感體驗過程；

2.知道用一根橡皮筋所做功為“單位功”，理解小車勻速運動階段測量速度比較合理；

3.能進(jìn)行實驗操作，會采集實驗數(shù)據(jù)，理解實驗數(shù)據(jù)處理時尋找W與v關(guān)系的方法。課標(biāo)解讀知識精講一、新課引入一個質(zhì)量為1kg的物體無初速度放在光滑的水平面上，在水平拉力F=10N的作用下做勻加速直線運動，求t=1s時：（1）求t=1s時的末速度v。（2）求物體在t=1s內(nèi)拉力F做的功。題圖顯隱FGFNFNGFLt總結(jié)：合力做功將會引起物體速度的變化。二、實驗探究

目的：探究合力做功與速度變化的關(guān)系猜想：1.用什么實驗器材測量速度？怎么測？

2.測量功需要測什么物理量，用什么實驗器材測量，怎么測？

3.怎么通過一個實驗同時測出速度和功呢？提示：1.測速度：打點計時器打出的紙帶進(jìn)行計算。2.測量功：彈力做功是變力做功，所以求解時應(yīng)用倍增功代替具體數(shù)值功。用幾根相同的橡皮筋拉動小車運動，

一根橡皮筋做功為W，兩根橡皮筋做功為2W，三根橡皮筋做功為3W……，用倍數(shù)功代替做功的具體數(shù)值。獲得的速度通過打點計時器打出的紙帶計算得出.實驗原理：（平衡摩擦力后）彈力做功階段物體做加速運動彈力做功完畢階段物體做勻速直線運動

相鄰亮點間距離相等，速度相等，且速度可根據(jù)v=

x/0.02s求得，也是物體在拉力作用下獲得的最大速度。xxxx平衡摩擦原理F阻FGF阻FNFF2F1注意：要想使合力做功等于拉力做功，需平衡摩擦力，方法是將遠(yuǎn)離滑輪的一端墊高，使重力沿斜面向下的分力等于摩擦力。橡皮筋小車打點計時器紙帶木板鐵釘實驗儀器2.2.5實驗操作：平衡摩擦力將小車在1根皮筋的作用下拉開一定的距離L，彈出后皮筋做的功記為W，并用紙帶記錄打點的情況，得到最大速度v1。第二、第三、……操作分別用2根、3根、……同樣的橡皮筋，并使小車從同樣的位置L被彈出，彈出后皮筋做的功為第一次的2倍、3倍、……即為：2W、3W、……，最大速度分別為v2、v3、……。優(yōu)教提示打開工具欄，點擊“課件素材”，選取“實驗演示：探究功與速度變化的關(guān)系”2.2.6數(shù)據(jù)處理：第一條第二條第三條第四條第五條速度vv1v2v3v4v5拉力做的功WW2W3W4W5W根據(jù)紙帶將測量數(shù)據(jù)填入下表在電子表格中建立W-v圖像、W-v2圖像、W-v3圖像、W-圖像，根據(jù)圖像判斷功W與速度v的關(guān)系。結(jié)論：功與速度的二次方成正比。能力突破【典例1】

“探究功與速度變化的關(guān)系”的實驗裝置如圖所示，當(dāng)小車在一條橡皮筋作用下彈出時，橡皮筋對小車做的功記為W；當(dāng)用2條、3條、4條……完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次、第4次……實驗時，橡皮筋對小車做的功記為2W、3W、4W……每次實驗中小車獲得的最大速度可由打點計時器所打出的紙帶測出．打點計時器必須用交流電；實驗必須平衡摩擦力；每次實驗小車必須從同一位置由靜止彈出.（1）關(guān)于該實驗，下列說法正確的是______.A.打點計時器可以用干電池供電B.實驗儀器安裝時，可以不平衡摩擦力C.每次實驗小車必須從同一位置由靜止彈出D.利用每次測出的小車最大速度vm和橡皮筋做的功W，依次作出W-vm、W-vm2、W-vm3、W2-vm、W3-vm……的圖象，得出合力做功與物體速度變化的關(guān)系題圖顯隱（2）如下圖示，給出了某次實驗打出的紙帶，從中截取了測量小車最大速度所用的一段紙帶，測得A、B、C、D、E相鄰兩點間的距離分別為AB＝1.48cm，BC＝1.60cm，CD＝1.62cm，DE＝1.62cm；已知相鄰兩點打點時間間隔為0.02

s，則小車獲得的最大速度vm＝_____m/s.（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

求小車最大速度，選用哪段紙帶運算合適？0.81規(guī)律

方法

技巧

1.平衡摩擦力：將木板一端墊高，使小車重力沿斜面向下的分力與摩擦阻力平衡．方法是輕推小車，由打點計時器打在紙帶上的【典例2】

如圖所示是某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)做探究“橡皮筋做功和物體速度變化的關(guān)系”的實驗，圖中是小車在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行的情形．這時，橡皮筋對小車做功記為W.當(dāng)用2條、3條、…、n條完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次、…、第n次實驗時，每次橡皮筋都被拉伸到同一位置釋放．小車每次實驗中獲得的速度可以由打點計時器所打的紙帶測出，圖甲為某次（3）每次實驗得到的紙帶上的點分布不都是均勻的，為了測量小車最終的末速度,應(yīng)選用紙帶的________________部分進(jìn)行測量.每相鄰兩點等距

（4）下面是本實驗的數(shù)據(jù)記錄及數(shù)據(jù)處理表.從理論上講，橡皮筋做的功Wn與物體獲得的速度vn之間的關(guān)系是Wn∝______，請你運用表中的數(shù)據(jù)在如圖乙所示的坐標(biāo)系中作出相應(yīng)的圖象，以驗證理論的正確性．實驗次數(shù)橡皮筋做的功Wn（J）10個等距點間距離s（m）10個等距點的時間T（s）小車末速度vn（m/s）小車速度平方vn2（m2/s2）1W1＝W0.2000.21.001.002W1＝2W0.2820.21.411.993W3＝3W0.3000.21.502.254W4＝4W0.4000.22.004.005W5＝5W0.4580.22.245.02vn2規(guī)律

方法

技巧實驗常見誤區(qū)：

1.不平衡摩擦力因而沒有消除摩擦力對小車做功的影響；

2.不會選取紙帶上間距大且均勻的點計算小車速度；

3.不清楚實驗原理及數(shù)據(jù)處理技巧，認(rèn)為必須測出橡皮筋具體做功的值才能驗證；

4.沒有