1、本课实验应用倍增思想得到了橡皮筋对小车做的变力功与速度的平方成正比。这使我们想到:恒力对物体做的恒力功与速度的平方成正比,你如何应用倍增思想设计一个实验加以验证?

教学总结

(1)本实验用倍增思想设计,探究变力做功与速度的相关量的变化之间的关系。体现了探究过程采用的物理方法-倍增方法,用这种方法设计实验是非常精妙的。

(2)但本实验中,还需要用到纸带的分析、速度的测量、力的平衡等相关的知识与技能。

(3)实验探究能更强烈地激发学生的学习兴趣,体会学习的快乐;并通过亲身实践,树立起“实践是检验真理的唯一标准”的科学理念。

(4)本课的主线,是分析论证实验预案、确定完善课本方案并在实验操作中改进实验、对实验数据进行分析处理得出结论。

课后作业

可以从物理方法、平衡摩擦力、打点纸带分析、打点纸带求速度、数据处理(图像法)、实验结论(功与速度的平方成正比)、误差产生原因(系统与偶然误差)等方面选择安排。

关于实验细节的说明:

(1)实验材料:橡皮筋要选择同一根,截成等长的六段,每段长度约0.5m;要事先做好两端带套且长度相等的橡皮条,共6根;木板要平整,长约30cm、宽约1m;纸带够用即可,不可过长,越长阻力越大,若小车加速运动5cm,纸带用25cm即可。

(2)实验操作:平衡摩擦力要在小车后拖上纸带,纸带穿过打点计时器的限位孔,这样对阻力考虑的比较充分;是否确实平衡了摩擦力,要对打点纸带进行检验;特别是用多根橡皮筋拉小车时,要反复试拉,以保证每半根橡皮条受力均匀;每次实验小车都要从同一位置从静止开始运动;为了确保橡皮筋根数一定时得到的速度较为准确,可以多次测量,剔除坏点之后,求出平均值,以减小测量的偶然误差。

(3)数据处理:应选择点迹清晰且直的纸带;对测量值进行筛选,剔除坏点,求出平均值;试探几种常见的函数关系,得到结论;也可以用画草图的方法或比例分析的方法,从某个函数关系开始试探,初步找到正比关系后,再作图确认,得到结论。

教学参考:几个常用数学图像的比较

3.转化成Excel数据,利用数表软件进行数据处理

示例一-―数据关系

x/(cm)
0
4.11
5.53
7.07
8.20
9.10
9.98
W/WJ
0
1
2
3
4
5
6

v/(m/s)
0
0.41
0.55
0.71
0.82
0.91
1.00
W/WJ
0
1
2
3
4
5
6

v平方
0
0.17
0.30
0.50
0.67
0.83
1.00
W/WJ
0
1
2
3
4
5
6

v三次方
0
0.07
0.13
0.36
0.55
0.75
1.00
W/WJ
0
1
2
3
4
5
6

V1/2次方
0
0.64
0.74
0.84
0.91
0.95
1.00
W/WJ
0
1
2
3
4
5
6

   示例二――倍数关系

示例二――倍数关系
次数
1
2
3
4
5
6
W/×WJ
1
2
3
4
5
6
X/×10-2m
4.11
5.53
7.07
8.20
9.10
9.98
 
               速度的一次方
v/v
v
(X2 /X1)v
(X3/X1)v
(X4/X1)v
(X5/X1)v
(X6/X1)v
倍数
1.00
1.35
1.72
1.99
2.21
2.42
 
               速度的二次方
v2/ v2
v2
(X2 /X1)2v2
(X3/X1)2 v2
(X4/X1)2 v2
(X5/X1)2 v2
(X6/X1)2 v2
倍数
1.00
1.82
2.96
3.96
4.88
5.86
 
               速度的三次方
v3/v3
v3
(X2 /X1)3v3
(X3/X1)3v3
(X4/X1)3 v3
(X5/X1)3 v3
(X6/X1)3 v3
倍数
1.00
2.46
5.08
7.88
10.79
14.17
 
               速度的1/2次方
v1/2/ v1/2
v1/2
(X2 /X1)1/2v1/2
(X3/X1)1/2v1/2
(X4/X1)1/2v1/2
(X5/X1)1/2v1/2
(X6/X1)1/2v1/2
倍数
1.00
1.16
1.31
1.41
1.49
1.56

分析得:只有速度的平方具有倍数关系。

示例二――倍数关系
次数
1
2
3
4
5
6
W/×WJ
1
2
3
4
5
6
v2/×v2倍数
1.00
1.82
2.96
3.96
4.88
5.86

结论:功与速度的平方成正比。(本实验为便于探究,设初速度为零。)

结论推广:初速度不为零时,功与速度平方的变化量成正比。

课堂练习

 0  398583  398591  398597  398601  398607  398609  398613  398619  398621  398627  398633  398637  398639  398643  398649  398651  398657  398661  398663  398667  398669  398673  398675  398677  398678  398679  398681  398682  398683  398685  398687  398691  398693  398697  398699  398703  398709  398711  398717  398721  398723  398727  398733  398739  398741  398747  398751  398753  398759  398763  398769  398777  447090 

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