6实验：探究功与速度变化的关系实验目的1.通过实验过实验 探究力对对物体做功与物体速度变变化的关系2体会探究过过程和所用的方法实验原理让让橡皮筋拉动动小车车做功使小车车的速度增加，使拉小车车的橡皮筋的条数由1条变为变为 2条、3条则则橡皮筋对对小车车做的功为为W、2W、3W通过对过对 打点计时计时器所打纸带纸带 的测测量计计算出每次实验结实验结 束时时小车车的速度，最后分析每次做的功与速度的关系，总结总结 出功与速度的关系.实验器材木板、橡皮筋(若干)、小车车、打点计时计时 器、低压压交流电电源、纸带纸带 、刻度尺等. 一、实验步骤 按如图图7-6-1所示安装好实验仪实验仪 器 图7-6-1 平衡摩擦力：将安装有打点计时计时 器的长长木板的一端垫垫起，纸带纸带 穿过过打点计时计时 器，不挂橡皮筋，闭闭合电电源，轻轻推小车车，打点计时计时 器在纸带纸带 上打出间间隔均匀的点第一次先用一条橡皮筋做实验实验 ，用打点计计时时器和纸带测纸带测 出小车获车获 得的速度v1，设设此时时橡皮筋弹弹力对对小车车做功为为W，并将得到的数据记记入表格 换换用2条、3条、4条同样样的橡皮筋做实验实验，并使橡皮筋拉伸的长长度都和第一次相同，测测出速度为为v2、v3、v4，橡皮筋对对小车车做功分别为别为2W、3W、4W将数据记记入表格 分析数据，尝试尝试 做W-v，W-v2等图图象，探究W、v的关系 图7-6-2 三、误差来源本实验实验 中，我们们研究橡皮筋做功W与物体速度v之间间的关系，因此应应从这这两个数据的准确性来分析误误差的来源 W的误误差来源：(1)橡皮筋的长长短、粗细细不一，使橡皮筋的拉力与条数不成正比；(2)摩擦阻力没有被完全抵消，使合力做的功不等于橡皮筋所做的功，从而不与条数成正比 v的误误差来源：(1)测测量误误差：由于测测量不准确而产产生的偶然误误差；(2)阻力误误差：由于摩擦阻力而使小车车离开皮筋后做减速运动动，使v的测测量产产生系统误统误 差 四、注意事项 平衡摩擦力，将木板一端垫垫高，使重力沿斜面方向的分力与摩擦力相平衡 每次实验实验 所用的橡皮筋都相同并且橡皮筋拉伸的长长度都保持一致 打点计时计时 器打出的纸带纸带 上相邻邻各点的间间距并不均匀，应选间应选间 距均匀的那一段纸带纸带 来计计算小车车的速度 【典例1】 关于探究功与物体速度变变化的关系实验实验 中，下列叙述正确的是 ()A每次实验实验 必须设须设 法算出橡皮筋对对小车车做功的具体数值值B每次实验实验 中，橡皮筋拉伸的长长度没有必要保持一致C放小车车的长长木板应该应该 尽量使其水平D先接通电电源，再让让小车车在橡皮筋的作用下弹弹出实验操作 解析本实验没有必要测出橡皮筋做的功到底是多少焦耳，只要测出以后各次实验时橡皮筋做的功是第一次实验时的多少倍就足够了，A错每次实验橡皮筋拉伸的长度必须保持一致，只有这样才能保证以后各次实验时，橡皮筋做的功是第一次实验时的整数倍，B错小车运动中会受到阻力，只有使木板倾斜到一定程度，使重力的平行斜面分力与阻力平衡才能减小误差，C错实验时，应该先接通电源，待打点计时器正常工作，然后再让小车在橡皮筋的作用下弹出，D正确 答案D 【变式1】在探究功与物体速度变变化关系的实验实验 中，得到如图图7-6-3所示的纸带纸带 ，O为为起始点，造成纸纸带带中的点迹之间间间间 隔越来越大的原因可能是() 图7-6-3 A没有把木板垫垫高以平衡摩擦力 B橡皮筋力度不够够 C把木板垫垫得太高 D上述三种情况都有可能 解析由纸带可知小车一直做加速运动，原因可能是木板垫得太高，重力沿板向下的分力大于阻力而使小车一直加速运动故C正确 答案C 【典例2】 下表为为按照教材上的装置进进行的某一实验实验 的测测量数据，其中实验实验 所用计时计时 器为电为电火花打点计时计时 器，小车质车质 量为为300 g，使用的橡皮筋为为1根至6根，每次增加1根，橡皮筋被拉伸的长长度均为为19 cm.根据表中数据，怎样样才能找出W与v的关系？().数据处理 v/(ms1)W0.000.000.801.001.102.001.283.001.534.001.765.001.896.00 解析通过试探与分析，确定W与v的关系：先试探画出W-v图象，大致判断一下W与v的关系，再画出其他的图象，找出哪一个图象是直线，从而确定功与速度的最终关系 W-v图象如题图所示， 由图象可以看出，W很可能与v2成正比，通过计算，列表如下：功与速度平方的关系v2/(m2s2)W0.000.000.641.001.212.001.643.002.344.003.105.003.576.00 依据上述数据，作出Wv2的函数图象如图所示由图象可知，功与速度的平方成正比 答案见见解析 【变式2】如图图7-6-4所示为为与小车车相连连、穿过过打点计计时时器的一条纸带纸带 ，纸带纸带 的点距并不都是均匀的下列说说法正确的是 ()A纸带纸带 的左端是与小车车相连连的B纸带纸带 的右端是与小车车相连连的C利用E、F、G、H、I、J这这些点之间间的距离来确定小车车的速度D利用A、B、C、D、E这这些点之间间的距离来确定小车车的速度图7-6-4 解析小车做变加速运动，速度越来越大，由此可知B项正确；实验所要求的速度，应是小车最终做匀速运动的速度，故D项正确 答案BD单击此处进入 课堂对点演练单击此处进入 活页规范训练