高一物理《7.6实验：探究功与速度变化的关系》导学案No.26编写人：靳大鹏审核人：高一物理组编写时间：2011-5-10
【学习目标】
1.知道探究活动须测定功与速度这两个物理量.
2.领会教科书中所给的实验方案.
3.知道实验方案中改变弹力做功大小与橡皮筋的条数成正比的方法.
4.体会以一根橡皮筋所做的功为单位来简化问题的思想方法.
5.知道实验方案中平衡摩擦力的方法.
6.知道当小车做匀速运动时进行速度测量更合理.
7.知道力对物体做功与物体速度变化的关系.
【重点难点】
1.、体会从寻找W-v的关系转向寻找W-v2关系所蕴含的思想和方法.
2、根据所学知识设计实验方案，并对不同的实验方案作出评价和选择.
【知识链接】
1.本节探究的目的是研究外力对物体________与物体_________关系.
2.本节实验并不需要测量橡皮筋做的功到底是多少焦耳，只是测出以后各次实验橡皮筋做的功是第一次实验时的，这样做可以大大简化操作.
3.橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由和___________来测量，当然也可采用其他方法.打出的纸带上的点分布有________特点.
4.小车在运动过程中要受到摩擦阻力，类似于前面研究物体的加速度与力和质量的关系的实验，可以使木板_________来平衡小车受到的摩擦阻力.
5.本实验用到的器材：平板、小车、、钉子、______、纸带.
【问题探究】
我们在选取橡皮筋时应该注意什么？我们怎样来选择纸带上的点来确定小车的速度？你能不能说出本实验中平衡摩擦力的原理？
1.本探究实验中的重要方法及技巧
（1）研究两个物理量的比例关系是探究两个量数量关系的重要方法，研究比例关系可以为实验测量提供很大的方便和可能.例如，一根橡皮条对小车做的功是很难确定的，如果改用两根橡皮条在完全相同的情况下做的功的具体数值仍是很难确定的.但是，若以一根橡皮条对小车做的功为功的单位W，两根橡皮条做的功无疑是2W，这是何等巧妙！
（2）将问题转化为简化实验过程：探究的任务是外力对物体做的总功与速度变化的关系.本实验总是让小车从静止开始运动，使测定两个速度（初速度和末速度）的问题转化为测定一个末态速度的问题，非常有利于操作和数据处理发现规律（也有不足之处）.
（3）设法减小实验误差：实验误差的大小直接关系着探究工作是否成功，是否能正确地建立变量之间的关系，揭示事物的本质.本实验注重了两个方面：①平衡小车在木板上运动的摩擦力保证小车脱离橡皮条后做匀速运动；②在纸带上选取点迹清楚、间距均匀的部分计算小车的速度.
（4）利用物理图象，适当地进行坐标交换，探索物理量之间的关系.
2.橡皮筋的选取
本实验采用橡皮筋对小车做功，用一条橡皮筋时做功为W，用两条橡皮筋时做功为2W，依次类推，这样我们可以用W的倍数来表示功，这种方法巧妙地避开了计算变力弹力所做的功.尽管在实验中，我们尽量使各橡皮筋的原长和伸长量相同，以保证各橡皮筋对小车所做的功相同，但是，若准备的橡皮筋规格不相同，同样会给实验带来很大的误差，所以选择橡皮筋时应注意几点：（1）所选用的橡皮筋劲度系数不宜过大，以免条数较多时弹力过大，打出的纸带点数过少，不宜求小车的速度.
（2）橡皮筋的材料要相同.
（3）橡皮筋的粗细要均匀.
3.平衡摩擦力
为了克服摩擦力，可以把木板一端垫高，使小车重力沿板斜向下的分力与摩擦力平衡.检查是否平衡时，可以把小车放到木板上，轻推一下小车，观察小车是否做匀速运动.
4.利用纸带求小车的速度
打点计时器打出的纸带上的点的分布并不均匀，点之间的距离呈现开始较小，而后逐渐增大，最后基本相同的特点.我们求速度时，应选用分布均匀的那些点进行计算，说明这时小车已经匀速运动了.
【典型例题】
应用点一：通过打点计时器测速度
例1：如图7-6-1为探究功与物体速度变化关系过
程得出的一条纸带.
（1）应选哪些点距进行测量？
（2）怎样根据测得数据确定小车的速度？
解析：（1）C、D间距最大，最大速度点一定在C、D之间；
（2）在可测量的点中，C点的速度最接近最大速度，可测量的最短时间就是t CD.
答案：（1）选用CD段，（2）v=L CD/t CD
思维总结：（1）橡皮筋做功过程结束时对应小车速度最大的状态.
（2）小车速度最大的点附近打点间距最大.
（3）某点附近很短时间内的平均速度近似等于该点的瞬时速度.
（4）在打点纸带上，被测量的时间间隔是一个打点间隔.
应用点二：探究思路的迁移
例2:某同学在探究功与物体速度变化的关系实验中，设计了如图所示的实
验.将纸带固定在重物上，让纸带穿过电火花计时器或打点计时器.先用手提着
纸带，使重物静止在靠近计时器的地方.然后接通电源，松开纸带，让重物自由
下落，计时器就在纸带上打下一系列小点.得到的纸带如图7-6-3所示，O点为
计时器打下的第1个点，该同学对数据进行了下列处理：取OA=AB=BC，并
根据纸带算出了A、B、C三点的速度分别为v A=0.12 m/s，v B=0.17 m/s，v C=0.21 m/s.
根据以上数据你能否大致判断W∝v2？
解析：设由O到A的过程中，重力对重物所做的功为W，那么由O到B
的过程中，重力对
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