《7-6 實(shí)驗(yàn) 探究功與速度變化的關(guān)系 —人教版高中物理必修二學(xué)案》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《7-6 實(shí)驗(yàn) 探究功與速度變化的關(guān)系 —人教版高中物理必修二學(xué)案(4頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、導(dǎo)學(xué)案7-6 實(shí)驗(yàn):探究功與速度變化的關(guān)系(1課時(shí))
班別: 姓名 學(xué)號
青春寄語:學(xué)習(xí)需要堅(jiān)持與勤奮,面對困難和困惑,我們應(yīng)該勇敢前行。
【核心素養(yǎng)】
1、領(lǐng)會(huì)探究功與物體速度變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路,經(jīng)歷探究學(xué)習(xí)的情感體驗(yàn)過程。
2、知道用一根橡皮筋所做的功為“單位的功”。
3、理解小車做勻速運(yùn)動(dòng)階段測量速度比較合理。
4、能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,會(huì)采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
5、理解實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)尋找w與v的關(guān)系的方法。
【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)。
【難點(diǎn)】實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的
2、處理方法――圖象法。
【預(yù)習(xí)案】
1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?
2.實(shí)驗(yàn)原理:
(1)實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,在砝碼和砝碼盤的質(zhì)量 小車質(zhì)量時(shí),可認(rèn)為細(xì)繩的拉力就是砝碼及砝碼盤的重力(F繩=G砝碼及砝碼盤);
(2)平衡小車的摩擦力;
(3)在砝碼盤中加放砝碼并釋放砝碼盤,小車將在砝碼盤對它的拉力作用下做勻加速運(yùn)動(dòng).在紙帶記錄的物體運(yùn)動(dòng)的勻加速階段。選擇點(diǎn)跡清晰的紙帶,在紙帶上選擇起始點(diǎn)O及A、B、C、D、E計(jì)數(shù)點(diǎn),可獲得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O的距離及對應(yīng)時(shí)刻小車的瞬時(shí)速度v,算出相應(yīng)位移合力做的功:
W合=F繩S,通過作圖找出功與速度變
3、化的關(guān)系。
3.實(shí)驗(yàn)器材
長木板(一端帶滑輪)、刻度尺、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、導(dǎo)線、電源、小車、細(xì)線、砝碼盤、砝碼、天平。
4.實(shí)驗(yàn)裝置
5.實(shí)驗(yàn)步驟及數(shù)據(jù)處理
(1)用天平測出小車的質(zhì)量M,及砝碼、砝碼盤的總質(zhì)量m。把器材按圖裝置好.紙帶一段固定在小車上,另一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔;
(2)平衡摩擦力后把小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,用手按住,先 ,再 ,讓它做加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)小車到達(dá)定滑輪處時(shí)斷開電源;
(3)取下紙帶,重復(fù)實(shí)驗(yàn),得到多條紙帶;
(4)選取其中點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,在紙帶上選擇起始點(diǎn)O及A、B、C、D
4、、E計(jì)數(shù)點(diǎn),可獲得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O的距離及對應(yīng)時(shí)刻小車的瞬時(shí)速度v,算出相應(yīng)位移合力做的功W合=F繩S;
(5)通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),作 或 圖象研究功與速度變化的關(guān)系。
6.誤差分析
1.沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力時(shí)傾角過大或過小也會(huì)造成誤差;
2.利用打點(diǎn)的紙帶測量位移和計(jì)算小車的速度時(shí),不準(zhǔn)確也會(huì)帶來誤差。
【探究案】
探究一: 如何平衡小車的摩擦力?
例1.(多選)如圖所示,與小車相連、足夠長且穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一條紙帶上的間距明顯不均勻,右端間距小,左端間距大,下面的分析和判斷正確的是( )
A. 若左端與小車相連,可能平衡摩擦力時(shí),木
5、板傾斜度太大
B. 若右端與小車相連,可能平衡摩擦力時(shí),木板傾斜度太大
C. 若左端與小車相連,可能小車有一定的初速度,實(shí)驗(yàn)前忘記平衡摩擦力或木板傾斜度太小
D. 若右端與小車相連,可能小車運(yùn)動(dòng)前忘記平衡摩擦力
探究二:如何計(jì)算小車的速度并通過圖象探究功與速度變化的關(guān)系?
例2.某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)采用如圖所示的裝置(實(shí)驗(yàn)中,小車碰到制動(dòng)裝置時(shí),鉤碼尚未到達(dá)地面)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到一條紙帶后,通過分析小車位移與速度變化的關(guān)系來研究合力對小車所做的功與速度變化的關(guān)系.圖6是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶,點(diǎn)O為紙帶上的起始點(diǎn),A,B,C是紙帶上的三個(gè)連續(xù)的計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間均有4個(gè)點(diǎn)未畫出,
6、用刻度尺測得A,B,C到O的距離如圖所示.已知所用交變電源的頻率為50 Hz,則:
(1)打B點(diǎn)時(shí),小車的瞬時(shí)速度vB=________m/s.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
(2)實(shí)驗(yàn)中,該小組的同學(xué)畫出小車位移l與速度v的關(guān)系圖象如圖所示.根據(jù)該圖線形狀,某同學(xué)對W與v的關(guān)系作出的猜想,它們的關(guān)系可能正確的是________.(填寫選項(xiàng)字母代號)
A.W∝v2 B.W∝v C.W∝ D.W∝v3
【訓(xùn)練案】
1.某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖所示的裝置探究功與速度變化的關(guān)系,圖中小車中可放置砝碼,實(shí)驗(yàn)中,小車
7、碰到制動(dòng)裝置時(shí),鉤碼尚未到達(dá)地面,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50 Hz。
(1)實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下:
①在小車中放入砝碼,把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,連在小車后端,用細(xì)線連接小車和鉤碼;
②將小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近,____________________,______________________,小車拖動(dòng)紙帶,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn),__________________________;
③改變鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量,更換紙帶,重復(fù)②的操作。
圖是鉤碼質(zhì)量為0.03 kg、砝碼質(zhì)量為0.02 kg時(shí)得到的一條紙帶,在紙帶上選擇起始點(diǎn)O及A,B,C,D,E計(jì)數(shù)點(diǎn),可獲得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O
8、的距離x及對應(yīng)時(shí)刻小車的瞬時(shí)速度v,請將C點(diǎn)的測量結(jié)果填在表中的相應(yīng)位置。
紙帶的測量結(jié)果:
(3)本實(shí)驗(yàn),若用鉤碼的重力表示小車受到的合外力,為了減小這種做法帶來的實(shí)驗(yàn)誤差,應(yīng)采取的兩項(xiàng)措施是:
①______________________________________________;
②___________________
9、___________________________。
2.某學(xué)習(xí)小組做“探究功與物體速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn),如圖,圖中小車在一條橡皮筋作用下彈出,沿木板滑行,這時(shí),橡皮筋對小車做的功記為W,當(dāng)用2條、3條、… 完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次、…實(shí)驗(yàn)時(shí),如果使每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長的長度保持一致,則橡皮筋對小車做的功分別為2W、3W、…每次實(shí)驗(yàn)中小車獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測出.
(1)除了圖中已有的實(shí)驗(yàn)器材外,還需要導(dǎo)線、開關(guān)、交流電源和 ;
(2)實(shí)驗(yàn)中,小車會(huì)受到摩擦阻力的作用,可使木板適當(dāng)傾斜平衡摩擦力,下面操作正確的是( )
A.不系橡皮筋,放開小車,能夠自由下滑即可
B.不系橡皮筋,輕推小車,小車能夠勻速下滑即可
C.不系橡皮筋,放開拖著紙帶的小車,能夠自由下滑即可
D.不系橡皮筋,輕推拖著紙帶的小車,小車能夠勻速下滑即可
參考答案
例題1:BC
例題2:(1)0.80,(2)A
【訓(xùn)練案】
1、(1)接通電源,釋放小車,關(guān)閉電源,(2)5.15,0.50,(3)平衡摩擦力,鉤碼總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車加砝碼的總質(zhì)量
2、(1)刻度尺,(2)D
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