探究功与速度的关系
7.6探究功与速度变化的关系
• • • •
1．探究的问题 通过实验探究力(合力)对物体做的功与物体速度变化的关系． 2．合理推测 若作用于物体上的合力不为零，产生加速度，若初速度为零， 则物体前进距离越大，做的功越多，物体获得的( 速度越大） • 3．设计实验 • (1)实验装置：见图7—6—1 • (2)功的得出：小车在同样的1条、2条、3条…橡皮筋的作 、 、 … 用下弹出，橡皮筋对小车做的功分别为( 1W、2W、3W… )
• (3)打点计时器打出的纸带上相邻各点的间距并不均匀， 应选 （ ） 纸带来计算小 一段点间距均匀 车的速度，因这一小段是橡皮筋对小车做功完毕时的情形 (小车速度也可借助光电门来测量)． • 5．数据处理，得出结论 • 先对测量数据进行估计，或者作出 ( W－v草图 )大 － 草图 致判断两个量可能是什么关系．若认为W∝v2，就对每个 速度值算出它的 ( 二次方 )，作出W－v2图象，若是直 线，说明 ( W∝v2 ) . ∝ • 结论：通过作图发现W－v2图象近似是 ( 直线 ) ，说 W∝v2 ) . ∝ 明(
7.6探究功和速度变化的关系 探究功和速度变化的关系
探究功与物体速度变化的关系
定性:在物体质量一定的前提下： 对物体做的功越多，物体的速度 变化就越大。
情景导入
实 验： 探 究 做 功 与 小 车 速 度 变 化 的 关 系
实验目的： 实验目的：通过实验探究橡皮筋对小 车做功与小车速度变化的关系 实验器材：橡皮筋（ 实验器材：橡皮筋（6根）、小车、砝码、 ）、小车、砝码、 小车 木板、打点计时器、铁钉、 木板、打点计时器、铁钉、刻度尺等 打点计时器 小车 铁钉 木板 纸带 橡皮筋
探 究的 思 路
1、橡皮筋做的功 、
问题：①橡皮筋做功是恒力做功还是变力做功？ ②如何改变橡皮筋做的功？
探究功与速度的关系课件
探究过程的不足与改进
要点一
不足
在探究过程中，我们假设物体受到的是恒力作用。然而， 在实际情况下，物体所受到的力是可能变化的。因此，我 们的结论在更复杂的情况下可能不成立。
要点二
改进
为了更准确地探究功与速度之间的关系，我们可以在不同 的力作用下进行实验，并考虑使用更精确的测量设备和技 术。此外，我们还可以建立数学模型来更好地描述功、速 度和动能之间的关系。
04
2. 通过理论推导，得出功与速度之间的关 系式。
3. 设计实验，通过实验数据验证理论推导 的结果。
05
06
4. 分析实验结果，得出结论，并讨论可能 的影响因素。
02
功与速度的基本概念
功的定义与计算
功的定义
功是力在物体上产生位移的量度。
功的计算公式
W = Fs，其中F表示力，s表示物体在力作用下产生的位移。
实验设备与材料
实验设备
电动小车、轨道、力传感器、速度传感器、数据采集器、计算机等。
材料
小车、轨道、砝码、力传感器、速度传感器、数据采集器、计算机等。
实验步骤与操作
1. 实验准备
安装轨道、力传感器和速度传感器，连接 数据采集器和计算机。
5. 结果分析
根据实验数据，分析功与速度的关系，验 证动能定理和机械能守恒定律。
探究功与速度的关系件
contents
目录
• 探究功与速度的关系概述 • 功与速度的基本概念 • 探究功与速度关系的实验设计 • 实验数据收集与分析 • 探究功与速度关系的结论与讨论 • 相关概念辨析与拓展思考
01
探究功与速度的关系概述
探究的目的和意 义
目的
深入理解功与速度之间的关系。
探究功与速度变化的关系实验
功与速度变化关系
功与速度的平方成正比
当物体受到恒力作用时，其动能与速 度的平方成正比，因此功也与速度的 平方成正比
功与速度的增量成正比
在物体受到变力作用时，其动能与速 度的增量成正比，因此功也与速度的 增量成正比
02
实验器材与步骤
实验器材
01
打点计时器
02
纸带
复写纸
03
实验器材
低压交流电源 导线 小车（一端附有定滑轮）
4. 在纸带上选择几个点迹清晰 的点，测量出各点迹到起始点的 距离，查出对应时刻小车的瞬时
速度。
5. 改变钩码的总质量m，重复步 骤3、4的操作，打出几条纸带
。
实验步骤
6. 断开电源，取下纸带，关闭打点 计时器。
7. 在坐标纸上以v为横轴，以v^2（或 v^2/2）为纵轴建立直角坐标系，根 据实验数据描点，并尝试用平滑的曲 线连接各点。
03
数据分析与结论
数据处理
数据筛选
从实验记录中筛选出有效数据，包括每次试验的初始速度、末速 度和所施加的功。
数据整理
将筛选出的数据按照实验条件进行分类整理，便于后续分析。
数据可视化
利用图表等方式将数据呈现出来，直观地展示功与速度变化之间 的关系。
结果分析
对比分析
将实验数据与理论预测进行对比，分析实验数据与理论预测的一致 性和差异性。
引入新技术
引入新的测量技术或数据处理技 术，如光电门测量速度等，以提 高实验的准确性和可靠性。
05
实验应用与拓展
物理学领域应用
验证动能定理
通过测量物体在不同速度下的动能，可以验证动能定理，即合外力对物体所做的功等于物体动能的变 化。
高一物理探究功与物体速度变化的关系
重力做功
弹簧弹力做功 合外力对物体做功
重力势能 弹性势能 动 能
物体的动能与它的速度是密切相关 速度的变化又与它的受力有关 所以，我们首先来探究： 力对物体做功与物体速度变化的关系
探究的器材
木板、小车、橡皮筋(若干）、打点 计时器、电源、纸带、钉子2枚
探 究的 思 路
1 1 1 t ( d 1 d 2 )( ) 2 v 2 v1
/ pk10
是面红耳赤、羞愧难当の表情才对，他都能想象得出来她那张粉嫩白皙の俏脸，铺满咯火烧云の模样。可是，她怎么哭起来咯？搞别清楚状况の他，还是决定进到屋里，直接 问咯她再说。正哭得伤心别已の水清，壹听房门响咯，抬眼壹看，进来の竟然是他！那各状况打咯她壹各措手别及，壹时竟呆呆地愣住咯。他来干啥啊？难道是嫌刚才对她の 羞辱和惩罚别足够吗？还要再使用啥啊法子来加大对她の打击力度？第壹卷 第584章 澄清望着水清那梨花带雨の壹张粉脸，还有那壹脸错愕和高度警惕の表情，再想到她壹 早上受到の连番惊吓，他の心中很是难过，更是万分自责。当时他忘记咯正是赤身裸体，就随口答应咯她进屋来请安，又无巧别成书地赶上吉尔被衣服绊倒在他の怀中，以至 于让她平白地遭受到那么大の刺激，像她那么娇柔、赢弱之人，哪里承受得咯那些接二连三の沉重打击？念及此，他也没什么责怪她の失礼，毕竟见到他那各夫君，水清怎么 可能光顾着傻愣愣地望着他，而别向他请安？相反，心怀愧疚の他竟主动地对她说道：“爷就是过来看看您，早上，那各，吉尔，她没什么站稳身子，还有那各，她是别小心， 别小心摔咯壹下，她刚才已经跟爷解释咯，她真の别是故意の……”从来没什么当着他の诸人の面，如此有失颜面地向壹各诸人解释过啥啊事情の他，艰难地起咯壹各“爷就 是过来看看您”の开头，然后就语无伦次地开始为今天早上那尴尬の壹幕，费尽口舌地进行壹番艰苦卓绝の解释，当然咯，内心深处他还是壹门心思地想要撇清他与吉尔の关 系。那开天辟地头壹遭の解释工作进展得壹点儿都别顺利。他吭吭哧哧地解释咯半天，都没什么见到水清半点反应，相反，还是壹副傻愣愣の样子。那也难怪，王爷主动前来 看望她，已经让她极为意外。毕竟现在别是她刚生完小格格，在鬼门关上转咯壹遭の危急时刻，也别是为他生儿育女，邀功请赏の时候，而且刚刚还极其失礼地夫君面前掉头 就跑，那么大の错处，王爷别但没什么追究她の失礼之罪，反而还来主动看望她。更何况，他刚刚の举动别是故意在羞辱她吗？现在那么急急地追过来，怎么别是兴师问罪？ 而且开口说の那壹番话，竟是如此地令她费解！难道那就是所谓の打两板子再揉三揉？更让水清万分别解の是，壹贯威严孔武、盛气凌人の王爷，怎么今天壹反常态吞吞吐吐、 欲言又止？爷那是要干啥啊？水清别由得再次拉响咯心中の警报。王爷眼见着他の那番解释根本别奏效，急于想让水清相信の他突然想起来壹各重要の问题：她别晓得他受伤 咯！昨天她赶到松露亭の时候，他已经替婉然挡过咯那壹箭，然后他就匆匆地离开咯。当时情况紧急，而且谁也别晓得他受伤の严重程度，想必婉然根本就来别及说那些事情。 然后就是她忙着送客、善后，他忙着恭送圣驾，然后就是回房里处理伤口。没什么任何人告诉她，他受伤咯，他刚刚正在换药呢。壹想到那里，他仿佛是抓住咯壹根救命稻草 似の，再也别会结结巴巴，也别是吞吞吐吐，而是利利落落、急急慌慌、语速极快地朝她开口说道：“昨天，爷受咯箭伤，没关系，小伤别碍事，正好爷手头也有金创药，就 没什么请太医前来诊治，昨天是秦顺儿帮着上の药，今天早上秦顺儿去行宫帮着爷去告假，正好您来の时候，吉尔在帮爷上药……”第壹卷 第585章 适反他壹口气把事情の 大致梗概从头到尾说咯壹各遍，虽然有些情节他刻意隐藏起来，比如伤势の严重程度，比如忌讳请太医の原因等等，但是，他已经把事情几乎全部の情况都说咯壹各壹清二楚。 但是出乎他の意料，水清仍然是壹丝壹毫の反应都没什么。水清完全被王爷前后判若两人の表现给搞懵咯！他先是结结巴巴地跟她解释吉尔别是故意の，然后又突然跟中咯魔 似地竹筒倒豆子般讲咯洋洋洒洒の壹大堆话，中心意思就是他受伤咯，刚刚吉尔是在给他上药呢，言外之意是他跟吉尔之间清清白白，没什么任何事情发生。那些话水清全听 懂咯，可是她仍然是万分别能理解！他为啥啊要跟她说那些？他有啥
【高考第一轮复习物理】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1.实验目的探究力对物体做功与物体速度变化的关系.2.实验原理探究功与物体速度变化的关系，可通过改变力对物体做的功，测出力对物体做功不同时物体的速度，为简化实验可将物体初速度设置为零，可用如图所示的装置进行实验，通过增加橡皮筋的条数使橡皮筋对小车做的功成倍增加.再通过打点计时器和纸带来测量每次实验后小车的末速度v.3.实验器材小车(前面带小钩),100 g～200 g砝码，长木板，两侧适当的对称位置钉两个铁钉，打点计时器及纸带，学生电源及导线(使用电火花计时器不用学生电源),5～6条等长的橡皮筋，刻度尺.4.实验步骤(1)按如图所示将实验仪器安装好，同时平衡摩擦力.(2)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，设此时橡皮筋对小车做的功为W1，将这一组数据记录下来.(3)用2条橡皮筋做实验，实验中橡皮筋拉伸的长度与第一次相同，这样橡皮筋对小车做的功为W2，测出小车获得的速度v2，将数据记录下来.(4)用3条、4条、……橡皮筋做实验，用同样的方法测出功和速度，记录下来.(5)分析数据，得出结论.①测量小车的速度：实验获得如图所示的纸带，为探究橡皮筋弹力做功和小车速度的关系，需要测量弹力做功结束时小车的速度，即小车做匀速运动的速度，应在纸带上测量的物理量是(用字母表示)：A1、A2间的距离x，小车速度的表达式是(用测量的物理量表示)v＝xT(T为打点计时器的时间间隔).②实验数据记录(自己设计一个记录数据的表格).③实验数据处理及分析：在坐标纸上画出W-v和W-v2图线(“W”以一根橡皮筋做的功为单位).④实验结论：从图象可知功与物体速度变化的关系为W∝v2.重点难点突破一、数据处理1.计算法：在确定了橡皮筋对小车所做的功并测出了小车获得的速度后，如果作出的W-v曲线不是一条直线，可以采用计算的方法分析数据.即根据测得的速度分别按W∝v2、W∝v3、W∝v、…算出相应的功的值，再与实验确定的功的值进行比较，判断与上述哪一种最接近，它们之间就具有哪一种关系.2.图象法：我们也可根据实验测得的数据，分别作出W-v2曲线、W-v3曲线、W-v曲线、……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.3.软件法：利用Excel数表软件进行数据处理.二、误差分析误差是不可避免的，但我们可以尽量减小它.为减小本实验的实验误差，要注意以下几个方面的问题：1.在长木板上，小车、铁钉、打点计时器的位置应调整适当，以保证打在纸带上的点便于处理，求出小车运动的速度.2.平衡摩擦力时，可使木板略微倾斜，作为补偿，保证小车脱离橡皮筋后做匀速运动.3.小车的质量较小，当用多条橡皮筋时，打出的点过少，应改用质量稍大的小车(或加砝码)，以保证打出的点便于处理.三、注意事项1.平衡摩擦力实验中的小车不可避免地要受到摩擦力的作用，摩擦力对小车做负功，我们研究的是橡皮筋做的功与物体速度的关系，应设法排除摩擦力的影响，可采用将木板一端垫高的方法来实现.将木板一端垫高，使重力沿斜面方向的分力与摩擦力相平衡，就能消除摩擦力的影响.判断已平衡掉摩擦力的方法是，轻推一下小车，观察小车不受其他力时能否在木板上做匀速运动.2.我们用2条、3条、……橡皮筋进行第2次、第3次、……实验时，每次实验时橡皮筋伸长的长度3.实验数据处理时，以橡皮筋对小车做的功W为纵坐标，小车获得的速度为横坐标，以第一次实验时的功W为单位，作出W-v图象，分析这条图线，可以得知橡皮筋对小车做的功W与小车获得的速度v 的定量关系.4.打点计时器打出的纸带上相邻各点的间距并不均匀，应选间距均匀的那一段纸带来计算小车的速度，因为这一段是橡皮筋对小车做功完毕时的情形.【例】如图所示为与小车相连，穿过打点计时器的一条纸带上的点并不都是均匀的，下面说法正确的是( )①纸带的左端是与小车相连的②纸带的右端是与小车相连的③利用E、F、G、H、I、J这些点之间的距离来确定小车的速度④利用A、B、C、D这些点之间的距离来确定小车的速度A.①③B.②④C.①④D.②③【解析】刚开始释放时，与小车相连的一端打出的点应会比较密集，且点的间距逐渐变大，故右端与小车相连；为确定小车速度应选取间距均匀的点，这时橡皮筋已停止对小车作用，故②和④正确，选B.。
实验报告探究功与速度变化的关系
实验报告探究功与速度变化的关系WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】第6节实验：探究功与速度变化的关系一、实验目的1．通过实验探究力对物体做的功与物体速度变化的关系．2．体会探究的过程和所用的方法二、实验原理1．分析与猜测(1)通过研究重力做的功，我们确立了重力势能的表达式，通过分析弹力做的功，我们探究了弹性势能的表达式，那么，要研究动能的变化，也要从力做功开始．(2)物体在力的作用下通过一段位移时，力会对物体做功，物体的速度也会发生变化，所以二者之间存在联系．2．探究的思路(1)要探究功与物体速度变化的关系，就要改变力对物体做的功，测出力对物体做不同功时物体的速度．(2)为简化实验，可将物体初速度设置为零，利用如图7－6－2所示的装置进行实验，通过橡皮筋来对小车做功W，通过打点计时器在纸带上打出的点测量小车获得的速度v，然后分析功W与速度v的关系．三、实验器材木板、小车、橡皮筋、打点计时器(电火花打点计时器)、电源、纸带等．四、实验步骤1．按装置图安装好实验器材．2．平衡摩擦力：将木板固定，打点计时器的一端稍微垫高，使小车能牵引纸带在木板上做匀速运动．3．先用一条橡皮筋做实验，用打点计时器打出的纸带测出小车前端通过两铁钉连线时小车的速度v1，设此时橡皮筋对小车做功为W1，将数据记入表格，用标尺记录小车的初始位置．4．改用2条、3条、4条……橡皮筋重复上述实验，让小车开始位置相同，每次橡皮筋拉开的长度相同，记录橡皮筋做功2W、3W、4W……情况下小车获得的速度v2、v3、v4…….W v/m·s－1v2/m2·s－21234565．分析数据，研究W与v的关系五、数据的处理用图象法处理实验数据我们可根据实验测得的数据，分别作出W—v曲线、W—v2曲线、W—v3曲线……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．用图象法处理数据，要比计算法更简捷更直观．六、实验中需注意的事项1.适度平衡小车受到的摩擦力;2.每次实验小车都要从同一位置由静止开始运动;3.应选择粗细均匀,一致性好的橡皮筋;4.橡皮筋的拉伸长度要适度;5.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.七、误差分析八、实验结论无论是通过计算法还是作图法都可以得出力对物体做的功与物体速度的正比的结论，即W∝ .。
实验探究功与速度变化的关系
旳力与摩
F2 G
擦力平衡
2、测量因为橡皮筋做功而使小车 取得旳速度v 问题：怎样测量小车旳速度？
利用打点计时器打出旳纸带
问题：纸带上打出旳点并不都是 均匀旳，应该采用那些点来计算 小车旳速度？为何？
取点迹清楚且间距均匀旳部分
试 1、将打点计时器固定在一块平板上，让纸带旳一端
验 夹在小车后端，另一端穿过打点计时器。将平板安
4、试验装置旳选用
误差分析
1、为了降低误差，应使小车总质量在300g左右。
2、测小车旳速度就在纸带上匀速运动旳阶段为测 量比很好。
3、作W-V或W-V2图象时，纵坐标旳单位长度 可拉得开些。
弹力做功刚完毕 时小车旳速度
用什么措 施处理数 据比较直
图
象 做W-v图
法
处
理 数
做W-v2图
据
做W-v3图
……
若为直线，则W与v成正比 若为曲线
若为直线，则W与v2成正比 若为曲线为何不做
W- v1图?
…… ……
数 据 处W 理1
2 3 4 5 6
0
v /(m/s)
0.80 1.10 1.28 1.53 1.76 1.89
试
验板、打
功
点计时器、铁钉等
与
小 打点计时器
车
小车
速
铁钉
度
变
化
纸带
旳
关
橡皮筋
木板
系
探 究旳 思 路
1、测量橡皮筋对小车做旳功W
2、测量因为橡皮筋做功而使小车 取得旳速度v
3、数据处理，寻找W与v旳关系
探究旳技巧
1、测量橡皮筋对小车做旳功W 问题：探究过程中，我们是否需要
实验：探究功与速度变化的关系教案
教案：实验：探究功与速度变化的关系一、教学目标1. 让学生通过实验探究功与速度变化的关系，理解动能定理。
2. 培养学生的实验操作能力、数据处理能力和问题解决能力。
3. 激发学生对物理实验的兴趣，培养学生的团队合作意识。
二、教学内容1. 动能定理的介绍2. 实验原理与方法3. 数据处理与分析三、教学重点与难点1. 教学重点：动能定理的应用，实验数据的处理与分析。
四、教学方法与手段1. 教学方法：讲解、实验、讨论、写作。
2. 教学手段：多媒体课件、实验器材、数据处理软件。
五、教学过程1. 导入：通过一个简单的例子引入功与速度变化的关系，激发学生的兴趣。
2. 讲解：介绍动能定理的基本原理，解释功与速度变化的关系。
3. 实验：学生分组进行实验，测量不同功作用下物体的速度变化。
4. 数据处理：学生使用数据处理软件对实验数据进行分析，得出功与速度变化的关系。
5. 讨论：学生分组讨论实验结果，解释功与速度变化的关系。
六、教学评价1. 通过实验操作、数据处理和讨论，评价学生对动能定理的理解程度。
2. 评估学生在实验报告中的写作能力，以及对实验结果的分析和解释能力。
3. 观察学生在团队合作中的表现，评价其沟通协作能力。
七、教学资源1. 实验器材：小车、滑轮、测力计、计时器等。
2. 数据处理软件：如Excel、Python等。
3. 参考资料：相关物理书籍、学术论文、网络资源等。
八、教学进度安排1. 导入与讲解：2课时2. 实验操作：3课时3. 数据处理与讨论：2课时九、教学反思在教学过程中，教师应时刻关注学生的学习情况，及时解答学生的疑问，指导学生正确进行实验操作和数据处理。
在实验报告中，教师应注重培养学生对实验结果的分析和解释能力，以及对物理概念的深入理解。
十、课后作业1. 复习动能定理的基本原理，加深对功与速度变化关系理解。
3. 拓展阅读相关物理书籍或学术论文，了解功与速度变化关系在实际应用中的例子。
重点和难点解析一、教学内容重点和难点解析：动能定理是物理学中的重要概念，理解功与速度变化的关系对于学生来说具有一定的难度。
实验7.6探究功与速度变化的关系
于钩码、砝码和小车组成的 系统，钩砝的重力做正功，
测量点 O A B C
S/cm 0.00 1.51 3.20
C
? ?
BB A
问题:①橡皮筋做功是恒力做
功还是变力做功？ ②如何改变橡皮筋做的功？ ③要保证橡皮筋做功为整数倍需要选择什么样的橡皮
筋?才能减少误差? 橡皮筋的长度、粗细应相同
④改变橡皮筋条数后为什么要把小车拉到相同的位置释放? 不这样会出现什么结果? 每条橡皮筋每次做功相等
思考一: 1.还有其他力对小车做功吗?为了使橡皮筋对小车
题而不影响问题的解决,只需要测出每次实验时橡皮筋 对小车做的功是第一次的多少倍,使用的方法是 C A.用同样的力对小车做功,让小车通过的距离依次是s、2s、 3s……进行第1次、第2次、第3次……实验时,力对物体 做的功就是W、2W、3W …… B.让小车通过相同的距离,第1次力为F、第2次2F、第3次 3F……实验时,力对小车做的功就是W、2W、3W …… C.选相同橡皮筋,实验中每次橡皮筋拉伸长度相同,用1条、 2条、3条…同样的橡皮筋进行第1次、第2次、第3次… 实验时,橡皮筋对物体做的功就是W、2W、3W …… D.用弹簧秤测量对小车的拉力F, 用直尺测量小车移动s,便 可以求出每次F对小车做的功,可控制为W、2W、3W …
过 2.将橡皮筋固定在小车前端.拉长橡皮筋使小车位于靠
程 近打点计时器处,记下小车位置.接通打点计时器电源,
释放小车.
C
? ?
BA
3.用2 条、3 条、4 条、5 条橡皮筋分别代替1 条橡皮 筋重做实验,保证每次释放小车的位置相同,即橡皮筋 被拉长的长度相同.
4.在上述实验中打出的5 条纸带中,分别找出小车开始 近似做匀速运动的点,并分别测出匀速运动时的速度 v1 、v2 、v3 、v4 、v5 .
《探究功与速度变化的关系》教学设计
《探究功与速度变化的关系》教学设计教学设计：探究功与速度变化的关系一、教学目标1.知识与技能：了解功与速度变化的关系，掌握计算功的方法；掌握速度与运动的关系。
2.过程与方法：通过实验设计、观察和记录数据等方法，探究功与速度的变化规律。
3.情感态度与价值观：培养学生勇于探究、合作与分享的意识和能力。
二、教学重难点1.重点：探究功与速度的变化规律，培养学生的实验设计和数据处理能力。
2.难点：理解功的计算方法，应用速度与运动的关系。
三、教学过程1.导入（5分钟）通过展示一个小球在斜面上滚动的实验视频，引入问题：小球在斜面上滚动时产生的功与速度有什么关系？2.实验设计（10分钟）让学生分成小组，每组设计一个简单的实验方案，探究功与速度的变化规律。
提供一些参考方案，比如：斜面上滚动小球的实验、小车滑行的实验等。
3.实验操作（20分钟）学生按照小组设计的方案进行实验操作，记录实验数据和观察现象。
4.数据处理（15分钟）学生根据实验数据，计算出小球在滚动过程中做的功的大小，并分析功与速度的关系。
5.结果展示（10分钟）每组学生展示自己的实验结果和分析，互相交流讨论，总结功与速度的变化规律。
6.拓展与应用（15分钟）老师提出一个新问题：当小球滚动的速度不断增加时，做功的大小会怎么变化？让学生进行思考和讨论，提出自己的观点。
7.总结（5分钟）梳理本节课的重点内容，让学生自主总结功与速度的变化规律，并展示在生活中的应用。
8.作业布置布置作业：要求学生写一篇关于功与速度变化规律的文章，探讨在日常生活中遇到的速度与功的关系。
四、教学评价1.学生表现：通过观察学生的实验设计、数据处理和结果分析，评价学生的探究能力和专注度。
2.效果评估：通过学生的作业表现和课堂讨论，评价学生对功与速度变化规律的理解和应用能力。
五、教学反思本节课通过实验设计的方式，让学生亲自动手进行探究，培养了他们的观察、记录和分析能力。
但是，还需要在教学过程中更注重引导学生思考和讨论，激发他们对物理规律的兴趣和探索欲望。
探究功与物体速度变化的关系
探 究 功 与 速 度 变 化 的 关 系
操作要点 ● 功的测量
相同橡皮筋并联：W, 2W, 3W „„
●
速度的测量
数据处理
探 究 功 与 速 度 变 化 的 关 系
实验数据处理
Excel表格数据处理
橡皮筋对小 车做的功 (×W) 挡光板 挡光时间 小车获得的速度 宽度d △t V=d/△t（m/s) （m） （×10-3s）
a
2.00
1.50 1.00 0.50
0
F
2F 3F 4F
F
操作要点 ● 功的测量
“探究加速度与作用力、质量的关系实验” 带来的启示
a
2.00
1.50 1.00 0.50
0
0.30 0.40 2F 3F 4F 0.10 F 0.20
F
探 究 功 与 速 度 变 化 的 关 系
操作要点 ● 功的测量
相同橡皮筋并联：W, 2W, 3W „„
注意事项
1、平衡阻力
探 究 功 与 速 度 变 化 的 关 系
实验数据处理
图像法
作出W-V图像，分析W与V的关系。
化曲为直
探 究 功 与 速 度 变 化 的 关 系
实验数据处理
Excel表格数据处理
橡皮筋对小 车做的功 (×W) 挡光板 挡光时间 小车获得的速度 宽度d △t V=d/△t（m/s) （m） （×10-3s）
4.语言的精炼。
5.猜想：图像像什么图线？？ 一次，二次，三次 很有可能是二次方， 6.平衡摩擦力。
7.三种方案的选择，要充分说明
“探究加速度与作用力、质量的关系实验” 带来的启示
a
2.00
1.50 1.00 0.50
实验：探究功与速度变化的关系教案
实验：探究功与速度变化的关系教案一、教学目标：1. 让学生了解功和速度变化之间的关系，掌握动能定理。
2. 培养学生动手实验、观察分析、解决问题的能力。
3. 培养学生的团队合作精神，提高实验技能。
二、教学内容：1. 功的定义及计算公式。
2. 动能定理：物体所受外力做的功等于物体动能的变化。
3. 实验原理及方法。
4. 数据处理及分析。
三、教学重点与难点：1. 教学重点：动能定理的应用，实验数据的处理与分析。
2. 教学难点：实验过程中误差的减小，动能定理在实际问题中的应用。
四、教学方法：1. 采用问题驱动的教学方法，引导学生主动探究功与速度变化的关系。
2. 利用实验现象，让学生直观地理解动能定理。
3. 以小组合作的形式进行实验，培养学生的团队协作能力。
五、教学过程：1. 导入：通过提问方式引导学生回顾功的定义及计算公式。
2. 讲解：讲解动能定理，让学生理解功与速度变化的关系。
3. 实验演示：进行实验，让学生观察实验现象，理解动能定理的应用。
4. 小组讨论：让学生以小组形式讨论实验过程中发现的问题，并提出解决方案。
5. 数据处理与分析：指导学生如何处理实验数据，分析功与速度变化的关系。
6. 总结：对本节课的内容进行总结，强调动能定理在实际问题中的应用。
7. 作业布置：布置相关练习题，巩固所学知识。
六、实验准备：1. 器材：弹簧测力计、细绳、小车、光滑水平面、计时器、刻度尺。
2. 步骤：a. 调节弹簧测力计，使其零点准确。
b. 将细绳穿过弹簧测力计，固定在小车上。
c. 将小车放在光滑水平面上，确保轨道平整。
d. 调试计时器，确保其正常工作。
e. 测量并记录光滑水平面的长度。
七、实验步骤：1. 学生分组，每组两人，合作完成实验。
2. 实验步骤：a. 一名学生用弹簧测力计拉着小车，另一名学生记录小车运动过程中的速度变化。
b. 逐渐增加拉力，使小车加速运动。
c. 记录不同拉力下小车的速度变化。
d. 重复实验，减小误差。
探究功与速度变化的关系
v
2
v
3
v
0.481664 0.566569 0.645755 0.684836 0.727324 0.755645
0.053824 0.012487 0.103041 0.033076 0.173889 0.072512 0.219961 0.103162 0.279841 0.148036 0.326041 0.186169
D
Ｃ
O
A
v
O
B
v
O
C
v
O
3、关于功与物体速度变化的关系，你的探究结论是（ B. A. W v W C.
Ｂ）
v2
D
v
W v
3
D.
W
v
2.对橡皮筋做的功来说，直接测量是有困难的，我们可 以巧妙地避开这个难题而不影响问题的解决，只需要测 出每次实验时橡皮筋对小车做的功是第一次的多少倍， 使用的方法是( C )
保持一致，当用1条、2条、3条……同样的橡皮筋进行第 1次、第2次、第3次……实验时，橡皮筋对物体做的功就 是W、2W、3W …… D.பைடு நூலகம்用弹簧秤测量对小车的拉力F，利用直尺测量小车在
力的作用下移动的距离s，便可以求出每次实验中力对小
车做的功，可控制为W、2W、3W ……
3.在本实验中，小车在运动中会受到阻力作用，这样， 在小车沿木板滑行的过程中，除橡皮筋对其做功以外， 还有阻力做功，这样便会给实验带来误差，我们在实验 中想到的办法是，使木板略微倾斜，对于木板的倾斜程 度，下面说法正确的是( BC ) A.木板只要稍微倾斜一些即可，没有什么严格的要求 B.木板的倾斜程度在理论上应满足下列条件：即重力沿 斜面下滑的分力应等于小车受到的阻力 C.如果小车不受拉力时在滑行的木板上能做匀速运动， 这时木板的倾斜程度是符合要求的 D.其实木板不倾斜，问题也不大，因为实验总是存在误 差的
《探究：功与速度变化的关系》的说课设计
中 图分 类 号 ： ６ ３ ７ Ｇ ３ ．
文献标识码 ： Ａ
文章 编 号 ：０ ３ ６ ４ （０ １ １Ｓ 一 ０ ６ — ４ １０ — １ ８ ２ １ ） （ ） ０ ９
ｌ 说 教 材
意义 。
（ ）通过前 面 几节 内容 的 学 习 ， １ 学生 对重 力
其次， 在能 力储 备 方 面 ： 一学 生 的思 维 方 高 式 还处 于一种过 渡期 ， 知识 的建 构在很 大程 度上
做功 、 弹力做 功 与重 力势 能 、 弹性 势 能 之 间 的关
系有了一定 的认识 。 本节 内容 是前 两节 内容 的继
依 赖着 感性经验 。 当然 ， 初 中学生相 比， 一学 与 高 生已经具 有 了一定 的实验 方案设 计 、 实验动 手操 作 以及 实验数 据处 理 的能力 。
４ 说教 法与学 法 Fra bibliotek‘ 力 ” 一 定 势 ， 现 变 力 做 功 具 有 的 普 遍 性 这 凸
为 了达 到上述 教 学 目标 ， 出重 点 、 解难 突 化
Ｖ（． ９ ＮＯ ｄ ３ ） ２ １ ． ０
（ ） １ ２ １ ． Ｃ Ｓ ． ０ １ ７）
物 理
教
学
探
讨
第２ ９卷 总第 ， ３期 ｔ ０
们 在“ 探究 加速 度 与 力 、 量 的 关 系 ”时 已经 做 质 过类似 的实验探究 。 教科 书选 择 利用橡 皮筋 的 弹 力做功 ， 仅 考 虑 到 这 样 处 理更 加 接 近 学 生 生 不 活 、 易使 学 生 产 生 亲 近 感 ， 且 能够 消 除 “ 容 而 恒
处理 实验数 据 。
高中物理必修2-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知识集结知识元实验：探究功与速度变化的关系知识讲解一．利用橡皮筋做功探究动能定理1.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．2.实验原理（1）功的确定：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，….（2）速度的计算：通过对打点计时器所打纸带的测量计算出每次橡皮筋做功结束时小车的速度．（3）分析每次橡皮筋做的功与物体速度的关系，即可总结出功与速度变化的关系．3.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．4.实验步骤（1）按如图所示安装好仪器．（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．5.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.6.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＝，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，的数值，填入表格．（3）逐一与W的一组数值对照，判断W与v，v2，v3，的可能关系或尝试着分别画出W与v，W与v2，W与v3，W与间关系的图象，找出哪一组的图象是直线，从而确定功与速度的正确关系．7.误差分析误差类别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二．利用牛顿第二定律的实验装置探究动能定理1.实验目的探究外力做功与物体动能变化的定量关系2.实验原理（1）在砝码和砝码盘的质量远小于小车质量时，可以认为细绳的拉力就是砝码和砝码盘的重力．（2）平衡长木板的摩擦力（3）在砝码盘中加放砝码并释放砝码盘，木块在砝码盘对他的拉力作用下做匀加速运动，在纸带记录的物体的匀加速阶段，适当间隔的取两个点A和B．只要取计算一小段的平均速度即可确定A 和B两点各自的速度v A和v B，在这段过程中物体运动的距离s可通过运动的纸带测出，我们即可算出合外力的功W合=F绳s AB，另一方面，此过程中物体的动能变化量为ΔE k=-，通过比较W和ΔE k的值，就可以找出两者之间的关系．3.实验器材长木板（一端带滑轮）、刻度尺、打点计时器、纸带、导线、电源、小车、细线、砝码盘、砝码、天平．4.实验步骤及数据处理（1）用天平测出小车的质量M，及砝码、砝码盘的总质量m．把器材按图装置好，纸带一端固定在小车上，另一端穿过打点计时器的限位孔．（2）把小车靠近打点计时器，用手按住．先接打点计时器电源，再释放小车，让它加速运动．当小车到达定滑轮处（或静止）时，断开电源（3）取下纸带，重复实验，得到多条纸带（4）选取其中点迹清晰的纸带进行数据处理，先在纸带标明计数点，然后取间隔适当的两点A、B两点间的距离S AB，再利用平均速度公式求A、B两点间的速度v A、v B．与E kAB，通过比较W和ΔE k，就可以找出两者之间的关（5）通过实验数据分别求出W合系．5.注意事项（1）实验前应调整长木板的倾角以平衡摩擦力，否则砝码和砝码盘的重力就不是小车受到的合外力．（2）实验时要求砝码和砝码盘的质量远小于滑块的质量．（3）应先接通打点计时器，后释放小车，使其运动．6.误差分析（1）没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过大．（2）利用打点的纸带测量位移和计算小车的速度时不准确也会带来误差．例题精讲实验：探究功与速度变化的关系例1.某同学用如图所示的实验装置探究功与速度变化的关系。
探究功与物体速度变化的关系
探究功与物体速度变化的关系引言在物理学中，功（Work）是描述力对物体产生影响的量。
而物体的速度则是描述物体在一定时间内所运动的距离与时间的比值。
本文将探讨功与物体速度变化之间的关系，并通过实例和公式进行具体分析。
功的定义功是描述力对物体产生影响的量，定义为力在物体上的作用点的位移与力的方向之间的乘积。
即：\[ W = \vec{F} \cdot \vec{s} \cdot \cos \theta \]其中，W表示功，$\\vec{F}$ 表示作用力，$\\vec{s}$ 表示物体位移，$\\theta$ 表示力和位移之间的夹角。
关系根据功的定义可知，当作用力的方向与物体的位移方向一致时，功为正；当作用力的方向与物体的位移方向相反时，功为负；当作用力垂直于物体的位移方向时，功为零。
在物理学中，物体的速度变化（加速度）与所受的力有着密切的关系。
根据牛顿第二定律可知，加速度与所受的合外力成正比。
作用在物体上的力越大，加速度也就越大。
而根据功的定义，功和力之间的关系是乘积关系。
因此，可以推断出功与物体速度变化之间存在一定的关系。
实例分析下面通过两个实例来探究功与物体速度变化的关系。
实例一：推动物体的运动假设有一个质量为m的物体静止在光滑的水平面上，施加一个恒力F在该物体上，使其运动。
根据牛顿第二定律，物体的加速度可以表示为 $a =\\frac{F}{m}$。
根据功的定义，推动物体的功可以表示为 $W = F \\cdot s \\cdot \\cos\\theta$，其中s表示物体的位移，$\\theta$ 表示力和位移之间的夹角。
由于物体是在光滑水平面上运动，力和位移之间的夹角为零，即 $\\cos\\theta = 1$。
因此，推动物体的功可以简化为 $W = F \\cdot s$。
由于物体的加速度为常数a，利用物理学中的运动学公式v2=u2+2as（其中v表示物体的最终速度，u表示物体的初始速度），可以得到物体的最终速度为$v = \\sqrt{2as}$。
试验报告探究功与速度变化的关系
试验报告探究功与速度变化的关系实验原理：功是描述力对物体运动的影响的物理量，主要取决于力的大小和物体的位移。
功=力×位移×cosθ，其中θ为力的方向与物体运动方向之间的夹角。
速度是描述物体运动快慢的物理量，是位移随时间的变化率。
根据功的计算公式，可以推导出功与速度的关系：功=力×位移×cosθ=力×速度×时间×cosθ=力×速度×cosθ×时间=动能变化=1/2mv²-1/2mu²，其中m为质量，v为最终速度，u为初始速度。
可见，功与速度的关系是非线性的，功随速度的平方变化。
实验步骤：1.准备一段光滑的直线轨道，轨道两端分别固定一个弹簧弹出的（即力的大小与伸长量成正比）小物块。
2.将一个小物块放在轨道上，使其始终保持静止。
3.缓慢将另一个小物块推向静止的小物块，使其通过碰撞将被推的小物块推向前方。
4.观察并记录被推小物块的速度和位移，利用公式计算功。
5.重复上述步骤，但通过调节推动小物块的初速度，探究不同速度下功的变化。
实验结果与分析：通过多次重复实验，并计算不同速度下的功。
发现在速度增加的过程中，功的值呈现出非线性的增加趋势，其增加率逐渐减小。
实验结果证明了功与速度的平方成正比的关系。
根据实验结果可以得出结论：当速度增加时，功的值增加，但增加率逐渐减小。
实验误差分析：1.实验中存在一定的摩擦力，摩擦力对力的大小和方向产生了影响，可能会对实验结果产生一定的误差。
2.实验中的材料和设备的质量差异可能会对结果产生影响，如弹簧的弹性系数、小物块的质量等。
3.在实验过程中，由于实验者的操作不精确，以及观测仪器的误差，也可能会对结果产生一定误差。
改进方法：1.减小摩擦力对实验的影响，可以在轨道表面涂抹一层光滑剂。
2.选用质量较为均匀的小物块，并进行精确测量。
3.提高实验者的操作技术，减小人为误差。
研究物体的功与速度之间的关系
研究物体的功与速度之间的关系物体的功与速度之间的关系是物理学中一个重要的研究课题。
在研究中，我们发现功与速度之间存在着密切的关联，而理解和掌握这种关系对于解释和预测物体的运动和变化具有重要意义。
首先，让我们来了解一下功的概念。
功是指力在物体上产生的作用。
当一个力作用于物体上，使物体发生位移时，力所做的功就等于力与位移的乘积。
功的计算公式为：功 = 力 ×位移× cosθ，其中θ代表力和位移之间的夹角。
而速度则是物体在单位时间内所经过的位移。
物体的速度可以用以下公式计算：速度 = 位移 ÷时间。
通过速度我们可以了解物体的运动状态，包括速度的大小和方向。
接下来，我们来探讨物体的功与速度之间的关系。
根据功的定义，可以得知功正比于力和位移的乘积。
因此，当力不变时，功与位移成正比。
也就是说，当一个物体受到的作用力不变时，它所得到的功与它的位移成正比，位移越大，所做的功越大。
而速度则是位移和时间的比值。
当一个物体的速度增加时，它的位移也会相应地增加，因为它在单位时间内所经过的位移变大。
根据功正比于位移，我们可以推断出，当物体的速度增加时，它所做的功也会相应地增加。
然而，需要注意的是，虽然速度的增加会导致物体所做的功增加，但速度并不是唯一影响功的因素。
夹角θ也在一定程度上影响着功的大小。
当力的方向与位移方向相同时，夹角θ为0°，此时cosθ等于1，物体所做的功最大。
而当力的方向与位移方向垂直时，夹角θ为90°，此时cosθ等于0，物体所做的功为0。
因此，对于相同的速度变化，当力的方向与位移方向相同时，物体所做的功最大。
综上所述，物体的功与速度之间存在着密切的关系。
速度的增加会导致物体所做的功增加，但不能忽视力的方向与位移方向的夹角对功的影响。
因此，在研究物体的功与速度之间的关系时，我们需要综合考虑速度的变化和力的方向。
在实际应用中，我们可以利用功和速度之间的关系来解释许多现象。
探究功与速度变化的关系
某学习小组做“探究合力做的功和物体速度变化的关系”的实 验，图中小车是在1条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时橡 皮筋对小车做的功记为W。当用2条、3条……完全相同的橡皮 筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，使每次实验中橡皮 筋伸长的长度都保持一致，每次实验中小车获得的速度由打点 计时器所打的纸带测出。
(3)若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度 最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正 确的是________。 A．橡皮筋处于原长状态 B．橡皮筋仍处于伸长状态 C．小车在两个铁钉的连线处 D．小车已过两个铁钉的连线 (4)在正确操作情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测 量小车获得的速度，应选用纸带的________部分进行测量(根据 下面的纸带回答)。
(1)B (2)AB (3)HK (4)D
如图甲所示，在“探究功与速度变化的关系”的实验中，主要 过程如下：
A．设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、……； B．分析纸带，求出橡皮筋做功使小车获得的速度v1、v2、 v3、……； C．作出W-v图象； D．分析W-v图象，如果W-v图象是一条直线，表明W∝v；如 果不是直线，可考虑是否存在W∝v2、W∝v3、W∝等关系。 (1)实验中得到一条如图乙所示的纸带，求小车获得的速度应 选________(选填“AB”或“CD”)段来计算。
(3)平衡摩擦力后，当他用多个钩码牵引小车时，发现小车运动 过快，致使打出的纸带上点数较少，难以选到合适的点计算小 车速度。在保证所挂钩码数目不变的条件下，请你利用本实验 的器材提出一个解决方法：____________。 (4)他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，经多次实验发现 拉力做功总是要比小车动能增量大一些，这一情况可能是下列 哪些原因造成的________(填字母代号)。 A．在接通电源的同时释放了小车 B．小车释放时离打点计时器太近 C．阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉 D．钩码做匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力
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5．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．
1. 关于探究功与物体速度变化的关系实验中，下列叙述
正确的是（ D ）
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
研究对象是小车，由钩码提供拉力。
2. 怎样计算功和速度？ 用刻度尺测量纸带得出运动距离 l，读出钩码的 重力G，则有 W = Gl。速度可由纸带上打出的点 计算得出。 3. 如何得到多组数据？ 改变拉力或改变距离可得到不同的多组数据。
数据处理：
1、用天平测出重物的质量，求出重物 的重力
2、算出重力所做的功 3、求出此物体的速度变化
打点计时器
小车
细绳
一端附有定滑轮的长木板
钩码
当小车的质量比钩码的质量大很多( M >> m ) 时， 小车所受绳子的牵引力 F 近似地等于钩码的重力 G。
FN
f
F1
把木板的一端垫高，使重力沿 斜面向下的分力与摩擦力平衡
F
F2
G
这时，小车所受合力就 等于绳子的牵引力 F
1. 本方案是怎样提供拉力的？
3. 在“探究力对物体做功与速度变化的关系”的实验中
每次橡皮筋的拉伸长度都保持不变，这样每次 ( BC )
A. 做的功一样 B. 每条橡皮筋做的功是一样多 C. 每条橡皮筋的弹性势能是一样的 D. 产生的重力势能相同
4. 为了计算由于橡皮筋做功而使小车获得的速度，在某次 实验中某同学得到了下图所示的一条纸带，在 A、B、C、 D 中应该选用哪个点的速度才符合要求？
于靠近打点计时器处，记下小车位置。接通打点计 时器电源，释放小车。
3、用2 条、3 条、4 条、5 条橡皮筋分别代替1 条 橡皮筋重做实验，保证每次释放小车的位置相同，
即橡皮筋被拉长的长度相同。橡皮筋对小车做功分 别为2W、3W、4W……，将数据计入表格．
4、在上述实验打出的纸带中，分别找出小车开始近 似做匀速运动的点，并分别测出匀速运动时的速度
第六节 实验：探究功与速度变化的 关系
探究力对物体做的功与速度变化的关系
1. 研究对象是什么？ 某一个物体 2. 需要知道哪些物理量？ 力对物体做的功 W 和物体的速度 v 3. 怎样得到它们之间的关系？ 以力对物体做的功为纵坐标和物体在该点的速 度 v为横坐标画图象通过图象找出它们之间的 关系
纸带
v1 、v2 、v3 、v4 、v5 。将数据计入表格．
5．计算 W、2W、3W…时对应的 v、v2、 v3、 v…等数值，填入下面表格
vn W W 2W 3W 4W 5W v v2 v3 v
6.逐一与 W 的一组数值对照，判断 W 与 v 的可能关系或分别试探画出 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．
结论：W与v2 成正比
误差分析：
1、打点计时器与纸带之间存在这摩擦力； 2、测量长度存在着误差。
实验方案(二)
实验目的：探究橡皮筋对小车做功与小车 速度的关系
实验器材： 橡皮筋、小车、电源 木板、打点计时器、 纸带、铁钉等
思 考
小车在木板上运动的过程中，哪一阶段橡皮 筋对小车做功？
1：
橡皮筋被拉伸
思
先加速后匀速运动
考 3：
我们要取的速度是哪个阶段的速度？ 这个速度该如何测量？
橡皮筋恢复原长时的速度。利用打点计时器， 用橡皮筋恢复原长时的一段位移与所用时间 的比值近似计算该点的瞬时速度
1、将打点计时器固定在一块平板上，让纸带的一端
夹在小车后端，另一端穿过打点计时器。将平板安
实
验
过 程
装有打点计时器的一端适当垫高，调整高度，直至 轻推小车后使小车恰能在板上做匀速直线运动为止。 2、将橡皮筋固定在小车前端。拉长橡皮筋使小车位
思 考
橡皮筋的选择？
2：
要选择较细的、均匀的，弹性也比较一致的
橡皮筋为好。
橡皮筋的个数不易过多。
橡皮筋对小车做的功是合力做的功吗？
平
衡
F阻
F
摩
还有摩擦 力做功
擦 力
如何使拉力做的功等于合力做的功？
即如何抵消摩擦力
把木板的
FN
一端垫高，
F阻
F1 F
使重力沿 斜面向下 的力与摩
F2 G
擦力平衡
小车在木板上做什么性质的运动？
实验中所要求测量的速度应该是橡皮筋作用完毕以后小车 的速度，也就是小车所获得的最大速度。由图可以看出，A、 B 两点橡皮筋还没有作用完毕，而 D 点是橡皮筋作用完毕后 经过了一段时间，所以最理想的应该是 C 点的速度。
2. 在做“探究功与物体速度变化关系”的实验时，下
列说法正确的是 ( AC )
A. 通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值 B. 通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值 C. 通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中 获得的最大速度 D. 通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中 获得的平均速度
六、误差分析 1．由于忘记平衡摩擦力或没有完全平衡摩擦力对实 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误差． 3．纸带上的点之间间距测量也会带来误差．
七、注意事项 1．适度平衡小车受到的摩擦力；
2．每次实验小车都要从同一位置由静止开始运动；
3．应选择规格相同的橡皮筋；
直到恢复原长
的过程中
橡皮筋的弹力是变力， 且弹力与伸长量的关系 也不严格遵守胡克定律， 不容易计算。
橡皮筋对小车 拉力做的功能 否直接测量？
第一次用一条橡皮筋拉小车
解
决
方 案
做功W
第二次用两条完全相同的橡 皮筋并联起来栓到小车上拉 小车，且使每条橡皮筋的伸 长都和第一次的伸长量一样
做功2W
依次类推，并联三条、四条……橡皮筋，且拉伸 的长度都一样，做的功为3W、4W……