xx高考物理《探究做功与物体速度变化的关系》材料分析

XX 高考物理探究做功与物体速度变化的关系材料分析实验 7 探究做功与物体速度变化的关系1实验目的通过实验探究合外力对物体做的功与物体速度变化的关系巩固打点计时器所打纸带上各点速度的测量方法和用图像法处理实验数据的方法2实验原理不是直接测量对小车做的功，而是通过改变橡皮筋条数确定对小车做的功 0、20、30由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由纸带和打点计时器测出，也可以用其他方法测出这样，进行若干次测量，就得到若干组功和速度的数据作出v 和v2 图线，分析图线，可以得知橡皮筋对小车做的功与小车获得的速度的关系3实验器材小车、长木板、打点计时器及纸带、学生电源及导线、6 条等长的橡皮筋、刻度尺等4实验步骤按如图 1 所示将实验仪器安装好，同时平衡摩擦力图 1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 0，将这一组数据记入表格用 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 20，测出小车获得的速度 v2，将数据记入表格用 3 条、4 条橡皮筋做实验，用同样的方法测出功和速度，将数据记入表格1数据处理测量小车的速度：图 2实验获得如图 2 所示的纸带，为探究橡皮筋做功和小车速度的关系，需要测量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：A1、A2间的距离 x，小车速度的表达式是 v实验数据记录橡皮筋条数位移x/时间 t/s速度v/速度的平方v2/实验数据处理及分析：在坐标纸上画出v 和v2图线图 3实验结论：从图象可知功与物体速度的关系：v22注意事项平衡摩擦力：本实验中为排除摩擦力的影响，让橡皮筋做的功成为合外力做的功，可采用将木板一端垫高的方法，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若不挂橡皮筋时，轻推一下小车，观察到打点计时器打出的纸带上点迹均匀，则说明已平衡掉摩擦力测小车速度时，纸带上的点应选均匀部分，因为这一段是橡皮筋对小车做功结束时的情形橡皮筋的规格应一样，橡皮筋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，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都应保持一致小车质量应大一些，使纸带上打的点多一些3误差分析误差的主要是橡皮筋的长度、粗细不一致，使橡皮筋做功与橡皮筋条数不成正比没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过大也会造成误差利用打上点的纸带计算小车速度时，测量不准确会带来误差1实验原理与实验操作如图 4 所示，在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中，下列说法正确的是图 4A为减小实验误差，长木板应水平放置B实验中需要算出橡皮筋做功的具体数值通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加D小车在橡皮筋拉力作用下做匀加速直线运动，当橡皮筋恢复原长后，小车做匀速运动为使橡皮筋做的功作为合力的功，必须平衡摩擦力，故 A 错；本实验用的整数倍来进行研究，故 B 错，正确；橡皮筋的力是变力，小车在橡皮筋拉力作用下做的不是匀加速直线运动，故 D 错2实验数据处理与误差分析某同学在实验室用如图甲所示的装置来研究有关做功的问题图如图甲所示，在保持7 条下，可以认为绳对小车的拉力近似等于砂和砂桶的总重力，在控制小车质量不变的情况下进行实验在实验中，该同学先接通打点计时器的电源，再放开纸带，已知交流电的频率为 0Hz 图乙是在100g、1g 情况下打出的一条纸带，为起点，A、B、为过程中 3 个相邻的计数点，相邻的计数点之间有 4 个点没有标出，有关数据如图乙所示，则打 B 点时小车的动能E_，从开始运动到打 B 点时，绳的拉力对小车做的功_在第问中，绳的拉力对小车做的功大于小车获得的动能 E，请你举出导致这一结果的主要原因：_【解析】 小车拖动纸带做匀加速直线运动，B 为 A 的中间时刻，由匀变速直线运动的规律可得 vBA，其中xAA199，T002s01s，代入可求得vB0997/s，所以在 B 点小车的动能 Ev00绳的拉力近似等于砂和砂桶的总重力，所以绳的拉力对小车做的功gxB01 若摩擦力没有完全抵消，小车所受合外力的功还应包含摩擦力做的负功，故拉力的功大于动能的增量；若砂与砂桶的重