7.6.实验报告：探究功与物体速度变化的关系

实验： 探究功与物体速度变化的关系班级 姓名 学号 一、实验目的：探究功W与物体速度变化v的关系。为了简化研究，使初速度等于零，则末速度就等于速度改变量，则我们只需探究力对原来静止的物体做的功与物体获得速度大小的关系。二、基本思路：让橡皮条对小车做不同的功W1、W2、W3，测出小车获得相应的速度v1、v2、v3，作图分析W与v的关系。三、实验原理与装置：1、怎样改变做功的大小？又如何测橡皮条对小车做的功？（特别提醒：橡皮筋要几根一起挂上起，才能方便取下）实验技巧： 橡皮条的拉力为变力，做的功很难测量。我们其实不一定要测出功的具体值，若一根橡皮条做功为W，则我们用2根、3根去拉，则做功为2W,3W 这样也可以进行定量研究。实验中为了保证每次每根橡皮条做的功相同，则橡皮条的材料、粗细、长度都要相同，且每次实验中橡皮筋拉伸的长度也要相同。 如何平衡摩擦力：为了排除摩擦力对小车做功的影响，我们需要平衡摩擦力。方法：让小车带上纸带，但不用橡皮条，将导轨一端适当垫高，轻推小车，使小车恰能做匀速直线运动（如图）。最好是让打点计时器同时打点，若打出的点间隔相等，则说明已平衡摩擦。2、如何测小车的速度？ 利用打点计时器来测速度。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？我们应测的是橡皮条做功之后小车的速度，因此小车加速运动时打出点迹不用，而要用匀速运动时的点迹。如图所示，我们应测出间隔相等的几段总长LAB，则v=LAB/ tAB四、实验步骤：1、装好实验装置，平衡阻力：把木板一端适当垫高，小车后夹两条纸带并穿过打点计时器，在没橡皮条的情况下轻推小车，使小车能匀速前进。2、一条橡皮筋做实验：将一条橡皮条一端套在小车上，另一端套在定滑轮下。将小车移到轨道靠近打点计时器的卡口处固定。先通电源让打点计时器打点，再将卡口按钮按下，让小车运动，打出一条纸带。并在纸带上标上“1”3、2条（3条 ）同样的橡皮筋进行实验，并在纸带上标上“2”、“3” 共做五次。4、将各次的功W，2W，3W 和速度V1、V2、V3 填入表格五、注意事项：1、由于小车运动过程中会遇到（滑轮和细绳、小车和木板、打点计时器和纸带之间等）阻力，所以要平衡摩擦力。平衡摩擦力时，要轻推一下小车，观察小车是否做匀速运动。2、小车质量大小适当，若质量太小，小车运动速度过大，可能使打出的纸带上的点数少，难以选到合适的点计算小车速度。3、要先接通电源，再释放小车。4、计算速度要用小车匀速运动时的点迹。五、猜测w与v的关系（数据记录及处理）次数12345功W1W2W3W4W5W长度LAB时间tAB速度v=LAB/tABv2根据五组W与v的值，先以W为纵轴，v为横轴做出W-v图线，观察图线特征。预计W与v2成正比，则再以W为纵轴，v2为横轴做出W-v2图线。WWv2v结论： 。课后练习1关于“探究功与速度变化的关系”的实验中，下列叙述正确的是() 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先接通打点计时器的电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出 2在“探究功与速度变化的关系”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，下面说法中正确的是（ ）A木板只要稍微倾斜一下即可，没有什么严格的要求B木板的倾斜角度在理论上应满足下面条件：即重力使物体沿斜面下滑的分力应等于小车受到的阻力C如果小车拖着纸带在木板上能做匀速运动，则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3对于橡皮筋做的功来说，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实验的多少倍，在这个实验中使用的方法是( )A用同样的力对小车做功，让小车通过的距离依次为x、2x、3x进行第1次、第2次、第3次，实验时，力对小车做的功就是W、2W、3WB让小车通过相同的距离，第1次力为F，第2次力为2F、第3次为3F实验时，力对小车做的功就是W、2W、3WC选用同样的橡皮筋，在实验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一致，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，橡皮筋对小车做的功就是W、2W、3WD利用弹簧测力计测量对小车的拉力F，利用直尺测量小车在力作用下移动的距离x，便可以求出每次实验中力对小车做的功，可控制为W、2W、3W4“探究动能定理”的实验装置如图所示，当小车在两条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W0，当用4条、6条、8条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次实验时，橡皮筋对小车做的功记为2W0、3W0、4W0每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出。 (1)关于该实验，下列说法正确的是( )A打点计时器可以用直流电源供电，电压为46 VB实验中使用的若干根橡皮筋的原长可以不相等C每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出D利用每次测出的小车最大速度vm和橡皮筋做的功W，依次作出Wvm、Wvm2、Wvm3、W2vm、W3vm的图象，得出合力做功与物体速度变化的关系(2)如图给出了某次在正确操作情况下打出的纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带，测得O点到A、B、C、D、E各点的距离分别为OA5.65 cm，OB7.12 cm，OC8.78 cm，OD10.40 cm，OE11.91 cm。已知相邻两点打点时间间隔为0.02 s，则小车获得的最大速度vm_ m/s。（3）下面是本实验的数据记录表。请运用表中测定的数据在标系中作出相应的图像，得出的结论是_。5某兴趣小组想通过物块在斜面上运动的实验探究“合外力做功和物体速度变化的关系”。实验开始前，他们提出了以下几种猜想：W ，Wv，Wv2。他们的实验装置如图甲所示，PQ为一块倾斜放置的木板，在Q处固定一个速度传感器(用来测量物体每次通过Q点时的速度)，每次实验，物体从不同初始位置处由静止释放。同学们设计了以下表格来记录实验数据。其中L1、L2、L3、L4代表物体分别从不同初始位置处无初速释放时初始位置到速度传感器的距离，v1、v2、v3、v4表