8.3.3动能和动能定理——探究动能定理实验 导学案-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

山东省 高一物理翻转课堂课时学案 课 题 探究动能定理（实验） 编制人 审核人 目标 导学 明确实验原理，熟悉实验器材，实验步骤 会处理实验数据，分析误差 重点难点 创新型实验 自 学 质 疑 学 案 阅读记录 学 案 内 容 一、实验原理 1．为什么探究的是功与速度变化的关系？ 物体的动能与速度密切相关，而物体的速度变化与它的受力有关．物体在力的作用下走一定位移速度发生变化，因此我们要去探究功与速度变化的关系． 2．如何改变功的大小？ 每次橡皮筋拉的长度要保持一致，则每根橡皮筋做的功是相同的，所以改变橡皮筋的条数就改变了做功的大小． 3．如何确定小车获得的速度？ 小车获得的速度可以由纸带和打点计时器测出，也可以用其他的方法测出． 二、实验器材 长木板、薄木块、小车、橡皮筋、砝码盘及砝码、打点计时器、低电压交流电源、导线、毫米刻度尺、纸带及复写纸等． 三、实验步骤 1．按图组装好实验仪器，由于小车在运动中会受到阻力，把木板装有打点计时器的一端用薄木块略微垫高，平衡摩擦力 2．把纸带拴在小车的后面，并穿过打点计时器，先用一条橡皮筋进行实验，把橡皮筋拉伸一定长度，放开小车． 3．换纸带，并改用2条、3条……同样的橡皮筋进行第2次、第3次……实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度要相同． 5.观察测出数据进行估计，大致判断两个量可能的关系，然后以W为纵坐标，以v2(或v、v3)为横坐标作图，寻找二者的关系． 班级 小组 姓名________ 使用时间______年______月______日 编号 第 1 页 学 案 内 容 阅读记录 4．由纸带算出小车获得的速度，把各次实验获得的速度依次记入对应的表格中. 橡皮筋的条数 1 2 3 4 5 力对小车做的功 1W 2W 3W 4W 5W 小车获得的速度           5.观察测出数据进行估计，大致判断两个量可能的关系，然后以W为纵坐标，以v2(或v、v3)为横坐标作图，寻找二者的关系． 四、注意事项 1．平衡摩擦力时连着纸带且接通电源． 2．小车所受的阻力Ff应包括小车受的摩擦力和打点计时器对小车后所拖的纸带的摩擦力． 3．小车应靠近打点计时器，并且先接通电源后再放手． 五、误差分析 误差是不可避免的，但我们可以尽量减小它，为减小本实验的实验误差，要注意以下几个方面的问题： 1．在长木板上，小车、铁钉、打点计时器的位置应调整适当，以保证打在纸带上的点便于处理，求出小车运动的速度． 2．平衡摩擦力时，可使木板略微倾斜，作为补偿，保证小车脱离橡皮筋后做匀速运动． 3．小车的质量较小，当用多条橡皮筋时，打出的点过少，应改用质量稍大的小车(或加砝码)，以保证打出的点便于处理． 六、试题精选 1、为了探究功与速度变化的关系，现提供如图所示的器材，让小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行，请思考探究思路并回答下列问题．(打点计时器交流电频率为50Hz) (1)为了消除摩擦力的影响应采取什么措施？___________________________. (2)当我们分别用同样的橡皮筋1条、2条、3条…并起来进行第1次、第2次、第3次…实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度都保持一致，我们把第1次实验时橡皮筋对小车做的功记为W. (3)由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器的纸带测出，如图所示是其中四次实验打出的部分纸带． 请记录你或你们小组对此解决问题好的思路和办法 第 2 页 训 练 展 示 学 案 学生笔记 学 案 内 容 (4)试根据第(2)、(3)项中的信息，填写下表. 次数 1 2 3 4 橡皮筋对小车做功 W 小车速度v(m/s) v2(m2/s2) 从表中数据可得出结论：__________________. 2.(1)在“探究功与物体速度变化的关系”实验中，为了平衡小车运动中受到的阻力。应该采用下面所述的__________方法(填“a”、“b”或“c”)． a．逐步调节木板的倾斜程度，使静止的小车开始运动 b．逐步调节木板的倾斜程度，使小车在木板上保持静止 c．逐步调节木板的倾斜程度，使夹在小车后面的纸带上所打的点间隔均匀 (2)在上述实验中，打点计时器使用的交流电频率为50Hz。某同学打出的一段纸带如图所示，则小车匀速运动时的速度大小为__________m/s.(计算结果保留3位有效数字) (3)在上述实验中，某同学分别用1根、2根、…、5