【学霸笔记】物理必修二7.6实验：探究功与速度变化之间的关系

第六节实验：探究功与速度变化之间的关系
一、实验目的
1．通过实验探究力对物体做功与物体速度变化的关系．
2．体会探究过程和所用的方法．
二、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．
三、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．
四、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，不挂橡皮筋，接通电源，轻推小车，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测出小车获得的速度v1，设此时橡皮筋弹力对小车做功为W，并将得到的数据记入表格．
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，测出速度为v2、v3、v4、……橡皮筋对小车做功分别为2W、3W、4W、……将数据记入表格．
5．分析数据，尝试做W－v、W－v2等图象，探究W、v的关系．
五、数据处理
1．速度数值的获得：实验获得的是如图所示的纸带，为探究橡皮筋弹力做功与小车速度的关系，需要测量的是弹力做功结束时小车的速度，即小车做匀速运动的速度．所以，应该在纸带上测量的物理量是图中A1、A3间的距离x，小车此时速度的表达式为v＝
x
2T，其中T是打点计时器的打点周期．即选择相邻距离基本相同的若干点A1、A2、A3、······来计算小车匀速运动时的速度．
2．计算小车做的功分别为W、2W、3W、……时对应的v、v2、v3、v、……的数值，填入表格.
W
W 2W 3W 4W 5W
v
v2
v3
v
3.逐一与W的一组数值对照，判断W与v、v2、v3、v、……的可能关系或尝试着分别画出W与v、W与v2、W与v3、W与v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．
产生原因减小方法
偶然误差
①橡皮筋长短、粗细不一
②纸带上“点”间距离测量不准
③描点不准确
①选用规格相同的橡皮筋
②测量、描点尽量准确
系统误差忘记平衡摩擦力或没有完全平衡摩擦力实验前精确地平衡摩擦力
七、注意事项
1．平衡摩擦力的方法：将木板一端垫高，轻推小车，由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否做匀速运动，找到木板的一个合适的倾角．
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的．
3．橡皮筋应选规格一样的，力对小车做的功以一条橡皮筋做的功为单位即可，不必计算出具体数值．
4．每次释放小车时，都要让它从同一位置由静止开始运动．
5．小车质量应大一些，使纸带上打的点多一些．
6．使小车挂住橡皮筋的中点，放正小车，使小车沿木板的中间线运动．。