实验：探究功与速度变化的关系

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……
问题：每次实验中橡皮筋拉伸的长 度有什么要求？
相同
请你思考
怎样选择橡皮筋比较好呢？
思路导引
要选择粗细差不多，弹性也
比较一致的橡皮筋为好。
思 考
橡皮筋对小车做的功是合力做的功吗？
F阻 F
还有摩擦 力做功
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， 使重力沿 F阻 F1 F 斜面向下 的力与摩 擦力平衡 F2 G
7.6、实验：探究功与 速度变化的关系
复 习
重力做功
重力势能
WG＝EP1－EP2 弹力做功 弹性势能
外力做功
动能 速度
猜想
（1）物体的动能与哪些因 素有关？ 猜测物体的动能可能与其质 量和速度有关。 （2）如何进行研究？
用控制变量法，先控制质量不 变，用实验研究物体的动能与速度的 关系。
一、实验的设计
1 2 3 4 5 6 0.64 1.21 1.64 2.34 3.10 3.57
W-v2图
表明W与 v2 成正比
注 意 事 项
ຫໍສະໝຸດ Baidu
1、橡皮筋的选择
选择粗细差不多，弹性也比较一致的橡皮筋
2、平衡摩擦力
木板的一端垫高
3、橡皮筋的条数
一般小于5条
4、实验装臵的选取
误差分析
1、为了减少误差，应使小车总质量在300g左右。 2、测小车的速度就在纸带上匀速运动的阶段为测 量比较好。 3、作W-V或W-V2图象时，纵坐标的单位长度 可拉得开些。
2、测量由于橡皮筋做功而使小车 获得的速度v 问题：如何测量小车的速度？ 利用打点计时器打出的纸带 问题：纸带上打出的点并不都是 均匀的，应该采用那些点来计算 小车的速度？为什么？ 取点迹清晰且间距均匀的部分
实 验 过 程
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 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。
（1）物体动能的变化由做功引
起。那么，实验中如何对物体作功？
又怎样来表示功的大小呢？
思路引导
可以是恒力做功。例如用一砝码盘牵
引着小车做实验，可以通过改变砝码盘的 质量，用W=FS表示功的大小。
也可以是变力做功。例如，用书上采
用的通过增加每次牵引小车的橡皮筋数目 的办法来表示功的大小。
请你思考
（2）如何测量物体的速度 呢？
思路引导
可以用打点计时器测量小车的速 度。 可以用与气垫导轨配套的光电门 的方法来测量小车运动的速度。
实 验： 探 究 做 功 与 小 车 速 度 变 化 的 关 系
探究的器材
实验器材：橡皮筋、小车、木板、打 点计时器、铁钉等 打点计时器
小车
铁钉 纸带 橡皮筋
木板
探 究的 思 路
1、测量橡皮筋对小车做的功W 2、测量由于橡皮筋做功而使小车 获得的速度v
3、数据处理，寻找W与v的关系
探究的技巧
1、测量橡皮筋对小车做的功W 问题：探究过程中，我们是否需要 测出橡皮筋做功的具体数值？
不需要 措施： 设法让橡皮筋每次对小车做 的功分别为 W、2W、3W……
解 决 方 案
第一次用一条橡皮筋拉小车
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
2、将橡皮筋固定在小车前端。拉长橡皮筋使小车位 于靠近打点计时器处，记下小车位臵。接通打点计 时器电源， C B A 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臵相同，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 。
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数 据 记 录
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实验 橡皮筋 位移 时间间隔 匀速运动时的速度 t /s v /(m/s) 次数 做的功 l /m 1 W 2 2W 3W 3 弹力做功刚完毕 4W 4 时小车的速度 5W 5 用什么方 法处理数 据比较直
图 象 法 处 理 数 据
做W-v图
若为直线，则W与v成正比
若为曲线
做W-v2图
若为直线，则W与v2成正比
若为曲线 为什么不 1 做 v …… W图? ……
做W-v3图
……
数 据 处 理
W 1 2 3 4 5 6 0
v /(m/s) 0.80 1.10 1.28 1.53 1.76 1.89 0
W-v图
为什么图象会通过原点?
数 据 处 W v2/(m2· s -2) 理 0 0