1、一、探究：功与速度变化的关系初中我们学到过：物体由于运动而具有的能量叫做“动能” ，比如一辆小车【器材】 ，我们使它运动起来它就具有了动能。 【演示】想一想小车的动能从无到有发生了变化，是什么原因呢？【提问】生：人手施加的力对小车做了功。请坐下，回答的很好。这样的例子其实是很多的，比如：足球运动员在罚任意球的时候，我们一起来看一下【视频】 。据测算，足球运动员在射门的时候足球速度可以达到 100km/h 以上。想一想，足球的速度那么大，它就有了很大的动能，这个动能是怎么产生的呢？【提问：* ，你来说一下】生：足球运动员给球一个力，并在力的方向上发生了位移，总而言之就是人对足球做了功；下面，我们
2、再来看一段关于射箭的录像【视频】射出去的箭由于具有比较大的动能而对敌人形成了杀伤力，那么这个动能又是怎么产生的呢？【提问】生：弦的推力对箭做功。由此可见：外力对物体做功会引起物体动能的变化。今天这堂课我们就来研究外力做功和物体动能变化之间的关系。那么由于物体的动能和物体的速度又关系密切，因此这节课我们先来研究外力做功与物体速度变化之间的关系【板书】 。二、方法：实验想想看：可以用什么方法研究“功与物体速度变化的关系”呢？实验的方法。 【板书】那么用什么实验探究功和速度变化的关系呢？首先我们要进行实验方案的设计。那么怎么来进行一个实验方案的设计呢？【PPT】首先要考虑的就是：明确实验目的；接下来
3、，就是要设置一个实验的情景，也就是通过合适的物理过程分析研究对象；然后再选用相应的实验器材；最后，拟定一些实验方法，就是用什么方法来对物理量进行测量。通过我们这么几条分析，下面请各小组同学先阅读教材探究思路这一部分内容，稍后我们一起来交流。三、原理：测 W、vW在教材上给出了两个参考案例，我们肯定可以从中得出一些启示。下面我们一起来思考这几个问题：功是力与力方向上位移的乘积。直接测量物体所做的功是比较困难的。我们可以采用特殊的办法，比如设置情景：使对物体所做的功成倍数增加，将每次的功按照1W，2W，3W.这种“倍增” 的思想进行改变，再测出做功以后物体速度的变化，并不直接测出功的大小。大家想一
4、想：怎样让对物体做的功成倍数关系增加呢？考虑一下，对物体做功可以是恒力做功也可以是变力做功。如果用恒力做功，可以怎么操作呢？【提问】生：我们用恒力对物体做功，使物体在力的方向上移动相同的位移 x，然后我们第一次用恒力 1F，第二次用恒力 2F，第三次用恒力 3F，这样做的功就分别为 1W,2W,3W（可以用小车和砝码盘连接，改变砝码盘中砝码的质量）保证滑块受到的拉力等于够吗的重力的措施：增大斜面倾角以平衡摩擦力；使小车质量远大于钩码（记忆：mM：拉的物体质量永远没有被拉的物体的质量大 类比轿夫抬大官） ；或者我们用恒力 F，使物体分别移动的位移为 1x,2x,3x，这样对物体做的功也分别为 1
5、W,2W,3W（自由落体运动取下落的不同阶段） 。以上是用恒力做功，使功成倍数增加，这种方法固然简单，但考虑到在实际生活中我们对物体做功往往是用变力，想想能不能用变力对物体做功，让功也成倍数增加呢？想一想刚才射箭的例子，或者是大家小时候玩弹弓的例子，橡皮筋在恢复形变时对物体做功。在此情景的基础上思考，用橡皮筋对物体做功，让功成倍数增加，可以怎么操作呢？【提问】生：我们可以让橡皮筋的形变量按倍数增加，即 1x,2x,3x，则橡皮筋做的功也成倍数增加。这个思路，让橡皮筋的形变量成倍数增加，功是否成倍数增加呢？不是，根据，功是成倍数的平方在增加的；还有没有更好的办法呢？如果我给大家很多规21kxW格
6、相同的橡皮筋，你能不能想个办法让橡皮筋做的功成倍数增加呢？（女生不要把它缠头发，实验室橡皮筋有限。 。 ） 【提问】好，很巧妙。我们可以用多跟橡皮筋来操作，在操作的时候要注意：每一次要让橡皮筋的形变量都怎么样？完全相同。也就是相同形变量，根数成倍数增加的橡皮筋怎么连接在一起？不是嫁接啊！并联在一起（演示：橡皮筋缠接点的一侧，不能两侧都缠，否则会被回弹力拉回 ） ，第一次用 1 根，第二次用 2 根，第三次用 3根， （如果用 7 根的话就成彩虹了）这样对物体所做的功就按照 1W,2W,3W 关系进行倍增。（单面接防回弹）v当我们解决了如何用变力对物体做功的问题，接着就应当考虑怎样测量这个物体做
7、功以后速度的变化？速度的变化那就是做功前和做功后物体速度的变化量。如果这样测量的话，我们就需要测几个值？2 个。我们也可以用简单的方法：可以用橡皮筋弹射原来处于静止的物体，那么原来它的初速度就为 0，弹射以后物体速度的改变量也就等于做功以后物体的瞬时速度，这肯定是一个加速过程。根据物体所在的运行平台不同，接下来的运动形式可能会有所不同，所以我们要测的速度也是下一阶段物体运动的初速度。想一想：结合我们前面学习过的测速度的知识，可以怎样测量物体的速度呢？【提问】生：打点计时器/ 气垫导轨和数字计时器。好，同学们说的都是前面我们学习过的测速仪器，它们可以直接测出物体的运动速度，那我们可不可以通过间接
8、的方法测速度呢？比方说我们刚学过如何测平抛运动物体的速度？利用水平位移是不是就可以测出其初速度的大小？四、实验方案好！接下来，我们就按照直接测速和间接测位移两种思路提供给大家几种实验方案：1、 平衡摩擦力，测速度： 【PPT】2vW2、 不平衡摩擦力，测位移： 【板书】x3、 小车骤停，车上物体做平抛运动，测位移： 【 板书】2xW不可用倾斜木板法平衡摩擦，这样会造成初速度不沿水平方向，引起误差。五、应用实际上，我们科学家也都利用了实验以及理论推导的方法得出了功和速度变化之间的关系，而且将这些规律也应用到了实际的生产和生活当中。 【PPT】比如古代在战场上所使用的抛石器、大型弓弩，这些装置都对物体做功使速度发生变化。W、v 得控制好，否则落入本方阵营，就成神助攻了；【我校机器人设计比赛照片】以及我们现代航母上的飞机弹射系统：弹射系统做功使飞机速度变化，从而在较短的甲板上成功起飞【国产航母的蒸汽弹射/电磁弹射】 ；再有，现在所设计的机器人，机器人行走，它的运动状态要发生变化，速度发生变化，也是通过对其做功而实现的。像这样的例子在生活中还很多，希望同学们平时多留心，也尝试着发现问题，解决问题，总结规律，再将规律运用到生活、生产中。
