第7章 6.实验：探究功与速度变化的关系—2020-2021同步人教版高中物理必修二讲义

6．实验：探究功与速度变化的关系 [学习目标]　1.[科学探究]通过实验探究力对物体做的功与物体速度变化的关系．　2.[科学方法]学习利用图象法探究功与速度变化的关系．] 一、实验原理 让橡皮筋拉动小车做功使小车的速度增加，使拉小车的橡皮筋的条数由1条变为2条、3条…则橡皮筋对小车做的功为W、2W、3W、…通过对打点计时器所打纸带的测量计算出每次实验结束时小车的速度，最后分析每次做的功与速度的关系，总结出功与速度的关系． 二、实验器材 木板、橡皮筋(若干)、小车、打点计时器、低压交流电源、纸带、刻度尺等． 三、实验步骤 1．按如图所示安装好实验仪器． 2．平衡摩擦力：将安装有打点计时器的长木板的一端垫起，纸带穿过打点计时器并接在小车后面，不挂橡皮筋，接通电源，轻推小车，直至打点计时器在纸带上打出间隔均匀的点． 3．第一次先用一条橡皮筋做实验，用打点计时器和纸带记录小车的运动情况． 4．换用2条、3条、4条…同样的橡皮筋做实验，并使橡皮筋拉伸的长度都和第一次相同，用打点计时器和纸带记录小车的运动情况． 四、数据处理 1．求小车的最终速度：如图所示，测出纸带上点迹均匀的两点如A1、A3间的距离x，则小车的速度为v＝. 2．计算小车做的功分别为W、2W、3W…时对应的v、v2、v3、…的数值，填入表格． W 2W 3W 4W 5W v v2 v3 3．逐一与W的一组数值对照，判断W与v、v2、v3、间关系的图象，找出哪一组的图象是直线，从而确定功与速度的正确关系．…的可能关系或尝试着分别画出W与v、W与v2、W与v3、W与 五、误差分析 1．误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋拉力做的功与橡皮筋的条数不成正比． 2．误差的另一主要来源是摩擦力平衡得不合适． 3．利用纸带确定物体的速度时，点间距测量不准也会带来误差． 4．作图描点不准带来误差． 六、注意事项 1．平衡摩擦力的方法：将木板一端垫高，轻推小车让其拖动纸带运动，根据打点计时器打在纸带上的点迹是否均匀来判断是否平衡了摩擦力． 2．测小车速度时，纸带上的点迹应选均匀部分，也就是选小车做匀速运动时打的点迹． 3．每次释放小车时，都要确保让它从同一位置由静止开始运动． 4．所选橡皮筋的规格应一样，力对小车做