江苏省姜堰市第二中学高中物理必修二：7.6实验：探究功与速度变化的关系 教案

实验：探究功与速度变化的关系 【教学目标】 1、知识与技能 （1）会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度； （2）学习利用物理图像探究功与物体速度变化的关系。 【教学重点】 学习探究功与物体速度变化的关系的物理方法――倍增法，并会利用图像法处理数据。 【教学难点】 实验数据的处理方法――图像法 【教学课时】 1课时 【探究学习】 阅读教材，提出方法 （1）实验装置：见右图。配套器材：课本方案装置 （2）实验思想方法：倍增法。虽为变力做功，但橡皮条做的功，随着橡皮条数目的成倍增加功也成倍增加。这种方法的构思极为巧妙。历史上，库仑应用类似的方法发现了著名的库仑定律。当然，恒力做功时，倍增法同样适用。 （3）数据处理方法：图像法。作出功－速度（W-v）曲线，分析这条曲线，得出功与速度变化的定量关系。 学生思考，提出预案 （1）学生提出多种设计预案，在课上展示设计的思路和方法： 课本方案、气垫导轨加数字毫秒计方案、铁架台打点计时器自由落体方案等。 （2）教师针对各种设计预案，进行分析： 主要从合理性、科学性、可行性等方面进行分析，略。 师生研讨，初定方案 1、制定基本的实验方案：（师生互动）互动以下面几个问题为中心展开： （1）探究中，我们是否需要橡皮筋做功的具体数值？不需要。因为实验是以倍增的思想方法设计，若橡皮筋第一次做功为W，则橡皮筋第二次做功为2W，…、橡皮筋第n次做功为nW。且实验巧妙地将倍增的物理方法应用于变力做功。 （2）为了达到各次实验中橡皮筋做的功成倍增加，即实现倍增，对各次实验中橡皮筋的伸长量有什么要求？你想出了什么办法？各次实验中橡皮筋的伸长量必须相同。若使小车在橡皮筋的变力作用下产生的位移相同，就要有相同的运动起点。具体方法是：以第一次实验时小车前（或后）端的位置为基准，垂直运动方向在木板上作出一条水平线。以后改变橡皮筋的条数时，小车前（或后）端仍以此位置为基准（均从静止）运动。 （3）小车获得的速度怎样计算？小车在橡皮筋作用结束后，做匀速运动。找出纸带中点距相等的一段。求出点距相等一段的平均速度，即为小车匀速运动的速度，即小车加速后获得的速度。 （4）是否一定需要测出每次加速后小车速度的数值？可以怎样做？不一定需要。（当然，也可以测出每次加速后小车速度的数值） 设第一次小车获得的速度为v,小车在第一次、第二次、…、第n次实验中的速度为：