高中物理人教版第七章機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)探究功與速度變化的關(guān)系

探究功與物體速度變化的關(guān)系一、教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能1、會(huì)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)的速度。2、學(xué)習(xí)利用物理圖象探究功與物體速度變化的關(guān)系。過(guò)程與方法通過(guò)用紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來(lái)探究功與速度的關(guān)系，體驗(yàn)知識(shí)的探究過(guò)程和物理學(xué)的研究方法。情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，體會(huì)學(xué)習(xí)的快樂(lè)，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣；通過(guò)親身實(shí)踐，樹立“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”的科學(xué)觀。二、教學(xué)重點(diǎn)學(xué)習(xí)探究功與速度變化關(guān)系的物理方法，并會(huì)利用圖象法處理數(shù)據(jù)。三、教學(xué)難點(diǎn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法――圖象法。四、教學(xué)過(guò)程◆引入部分【引入】前面幾節(jié)課研究了重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系，從而確立了重力勢(shì)能的表達(dá)式。探究了彈力做功與彈性勢(shì)能的關(guān)系，從而確立了彈性勢(shì)能的表達(dá)式。這一節(jié)和下一節(jié)我們來(lái)探究功與物體動(dòng)能的關(guān)系。我們知道物體的動(dòng)能和速度有關(guān)，物體的速度變化又與它受的力有關(guān)，我們還不能馬上研究力對(duì)物體做的功和動(dòng)能的關(guān)系，這節(jié)課先來(lái)研究力對(duì)物體做的功和速度變化的關(guān)系。請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材“探究的思路”部分，回答下面的問(wèn)題：（1）探究過(guò)程中，我們是否需要測(cè)出橡皮筋做功的具體數(shù)值？是否需要測(cè)出各次小車速度的具體數(shù)值？可以怎么做？（2）每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度有什么要求？為什么？（3）小車獲得的速度怎樣計(jì)算？（4）實(shí)驗(yàn)完畢后，我們用什么方法分析橡皮筋對(duì)小車作的功和小車速度的關(guān)系？【學(xué)生活動(dòng)】認(rèn)真閱讀教材，思考問(wèn)題并回答?！窘處熤v解】（1）簡(jiǎn)單介紹儀器和探究過(guò)程（畫草圖）（2）探究過(guò)程中要注意的幾個(gè)問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)中橡皮筋的彈力做功不便于用公式計(jì)算，然而改變橡皮筋的條數(shù)，保持小車相同的運(yùn)動(dòng)距離（實(shí)際操作中也就是是使每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度都保持一致），則彈力功的大小與橡皮筋的條數(shù)成正比。小車獲得的速度可以有紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)出，橡皮筋在恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)小車的加速度為零，也就是做勻速運(yùn)動(dòng)，我們要算的就是作勻速運(yùn)動(dòng)的速度，也就是取紙帶上點(diǎn)的間隔相同的部分算速度。以橡皮筋對(duì)小車做的功為縱坐標(biāo)，小車獲得的速度為橫坐標(biāo)，以第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的功W為單位，作出W-v曲線，即功－速度曲線?！籼骄窟^(guò)程【教師活動(dòng)】1、擺放好裝置，做平衡摩擦力的操作講解：小車在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，要受到摩擦力的作用，會(huì)引起實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)該把長(zhǎng)木板的一端墊高，平衡摩擦力，輕推小車，觀察小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)，可以確定平衡的情況。2、用一條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，得到紙帶。簡(jiǎn)單講解如何算速度?！緦W(xué)生活動(dòng)】1、每?jī)蓚€(gè)組為一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組，做實(shí)驗(yàn)。2、展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果。3、分析產(chǎn)生誤差的原因。◆小結(jié)【教師活動(dòng)】1、點(diǎn)評(píng)各組同學(xué)實(shí)驗(yàn)的情況。2、分析誤差原因：橡皮筋的長(zhǎng)度粗細(xì)不易，使橡皮筋的拉力與橡皮筋的條數(shù)不成正比。小車受力為零的位置不一定都在設(shè)點(diǎn)的B點(diǎn)。由于小車不受拉力的位置不一定在B點(diǎn)，這就使拉力W與橡皮筋的條數(shù)不成正比，而作圖象時(shí)縱坐標(biāo)的單位長(zhǎng)度依然將功與橡皮筋的條數(shù)按正比關(guān)系取值，這樣使作出的W、v各對(duì)應(yīng)點(diǎn)的分布與W-v函數(shù)圖像發(fā)生偏離。小車質(zhì)量小，二橡皮筋拉力較大時(shí)，小車的速度就比較大，加之實(shí)驗(yàn)次數(shù)少，所以取的點(diǎn)數(shù)也少，使W、v各對(duì)應(yīng)點(diǎn)近似成線性分布。可以從兩方面解決：實(shí)驗(yàn)時(shí)在小車中加砝碼，增大小車的質(zhì)量，使小車速度不致過(guò)大；畫圖象時(shí)加大縱坐標(biāo)