实验：探究功与速度变化的关系

《实验：探究功与速度变化的关系》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、实验：探究功与速度变化的关系【学习过程】一、实验方案图1由重力提供牵引力图2由橡皮筋提供牵引力木板打点计时器纸带小车橡皮筋问题1、在图1的方案（类同验证牛顿第二定律试验）中，假设小车质量M，重物质量m，小车的摩擦力已经平衡。尝试利用牛顿第二定律求解绳子的拉力F与重物的重力mg的关系，并说明什么情况下可以近似用mg代表F。问题2、图2两种方案中，如何求解和记录牵引力对小车做的功？二、实验原理（以教科书“参考案例二”为案例）右图所示，分别将1、2、3……根相同的橡皮筋并接后与小车相连，每次使小车在橡皮筋拉紧时从同一初位置弹出。利用打点计

2、时器打出的纸带计算各次橡皮筋恢复原长时小车的最大速度。因各次橡皮筋的长度变化相同，所以各次橡皮筋做的功可记为：W、2W、3W……。绘制出W-v、W-v2图象，分析做功与小车速度变化的关系，得出实验结论。三、实验器材长木板、小车、橡皮筋、打点计时器、垫块、图钉、刻度尺、纸带、交流电源、导线。四、实验步骤1、安装如上图所示的实验装置。将长木板一端垫起，调整倾角使小车在木板上做匀速直线运动（纸带上的点迹间隔大致相同）。（平衡摩擦力）2、先用一根橡皮筋两端用图钉固定在木板上并与小车连接。将小车拉至靠近打点计时器的一端，并标记这一位置。3、打

3、开电源，由静止释放小车，小车被拉紧的橡皮筋弹出，打出纸带。在纸带上记录本次实验所用橡皮筋根数1。4、分别用2、3……根相同的橡皮筋并接，再将小车拉回原来的位置，重复步骤（3）。5、由纸带算出小车每次获得的速度，把各次实验获得的速度依次记入设计的表格里。[来源:学科网ZXXK]五、实验过程注意事项1、平衡摩擦力：将木板一端垫高，使重力沿斜面方向的分力与摩擦力平衡，轻推小车，由打点计时器打在纸带上点的均匀程度判断小车是否匀速运动。2、测小车速度时，纸带上的点应选均匀部分的，也就是选小车做匀速运动时的速度。3、橡皮筋应选同一规格的，以保证

4、力对小车做的功为一条橡皮筋做的整数倍，不必算出功的具体值。4、实验中应注意保证小车每次从同一初始位置弹出，这样才能确定橡皮筋每次做功的倍数关系。六、数据处理1、计算法。根据测出的速度分别按W∝v，W∝v2，W∝v3，W∝，……算出相应的功的值，并与实际的功进行比较，找出功W与速度v的关系。2、图像法。根据测得的数据，大致判断两个量可能是什么关系，分别作出W-v图象，W-v2图象，W-v3图象，W-图象，……，如果哪一种图象更接近于过原点的倾斜直线，功与速度之间就是哪一种正比关系。七、误差分析1、由于忘记平衡摩擦力或没有完全平衡摩擦力

5、对实验的影响。2、橡皮筋长度、粗细不一，使得拉力及拉力的功与条数不成正比带来的误差。3、纸带上所打点的间距测量也会带来误差。4、作图描点带来的误差。【例题】1、关于“探究功与物体速度变化的关系”的实验中，下列叙述正确的是()A．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值B．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致C．放小车的长木板应该尽量使其水平D．先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出【例题】2、实验中，小车会受到阻力，可以使木板倾斜作为补偿．则操作正确的是()A．使拖着纸带的小车由静止释放，小车不下滑即可[来源:学,科

6、,网Z,X,X,K]B．使拖着纸带的小车由静止释放，小车能下滑即可[来源:学

7、科

8、网]C．沿木板向下推拖着纸带的小车，放手后打点计时器在纸带上打下的点距均匀即可D．以上说法都不对【针对训练】1、在“探究功与物体速度变化的关系”实验中，某同学在一次实验中得到了如图所示的纸带，条纸带上的点两端较密，中间疏，出现这种情况的原因可能是()A．电源的频率不稳定B．木板倾斜程度太大C．没有使木板倾斜或倾斜角太小D．小车受到的阻力没有平衡掉【例题】3、某同学利用教材图7．6—2探究力对物体做的功与物体速度的关系，得到了下表的数据(注：每条橡皮筋拉

9、长的长度都一样)：实验次数l2345橡皮筋条数13457小车速度v／(m·s-1)0.711.231.421.581.71(1)由表可得出定性结论：。(2)填写下表的空白部分：实验次数12345橡皮筋做功W0v2／(m·s-2)W与v的关系(3)设一条橡皮筋拉长到固定长度所做功为W0，大致画出橡皮筋所做的功W与小车速度v的图象。(画在右图坐标系中)(4)由图象大致可判断出W与v2关系是：。【跟踪训练】1、如图所示，在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中，下列说法正确的是()A．为减小实验误差，长木板应水平放置B．通过增加橡皮筋的条

10、数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加C．小车在橡皮筋拉力作用下做匀加速直线运动，当橡皮筋恢复原长后小车做匀速运动D．应选择纸带上点距均匀的一段计算小车的速度2．在探究功与物体速度变化关系的实验中,得到如图所示四条纸带,应选用()3.