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: 若令则即小车在第二次以后实验中获得的速度可以用第一次实验中获得的速度的倍数来表示。
(5)实验完毕后,用什么方法分析橡皮筋对小车做的功与小车速度的关系?
图像法。
(6)如何在坐标纸上建立两轴物理量?如何确定适当的标度?
纵坐标表示橡皮筋对小车做的功,横坐标表示小车获得的速度。
以第一次实验时的功W为纵轴的单位长度(必须用),可以用第一次实验时的速度v为横轴的单位长度(也可以根据各次实验中的最大速度值、坐标纸的最大格数来确定),作出W-v曲线,即功-速度曲线。
2、确立基本的实验方案,设计初步的实验步骤:
A.先将木板置于水平桌面,然后在钉有钢钉的长木板上,放好实验小车。
B.把打点计时器固定在木板的一端,将纸带穿过打点计时器的限位孔,纸带一端夹紧在小车的后端,打点计时器接电源。