探究功与速度的关系

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 近似地等于钩码的百度文库力 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？
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。
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
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
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
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……
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？
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．
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
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
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
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．
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
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？