高中物理 第六章 万有引力定律 7 探究功与速度变化的关系知识全解素材 新人教版必修1（通用）

1、7 探究功与速度变化的关系 实验目的1、通过实验探究外力对物体做功与物体速度变化的关系。2、通过实验数据分析，总结出做功与物体速度平方的变化成正比关系。实验原理探究功与速度变化的关系，可通过改变力对物体做的功，测出力对物体做不同功时物体的速度，为简化实验可将物体初速度设置为零，可用如下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。实验器材小车(前面带小钩)、100 g200 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)、56条等长的同种橡皮筋、刻度尺

2、。实验步骤1、按下图所示组装好实验仪器，由于小车在运动中会受到阻力，把木板装有打点计时器的一端用薄木块略微垫高，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，设此时橡皮筋对小车做的功为，将这组数据记入下表内。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，测出小车获得的速度，将数据记入下表内。4、用3条、4条橡皮筋做实验，用同样的方法测出相应的功与速度，记入下表内。5、测量小车的速度：实验获得如下图所示的纸带，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

3、是（用字母表示）点和间的距离，小车速度的表达式是（用测量的物理量表示）（为相邻两计数点间的时间间隔）。6、实验数据记录7、实验数据处理及分析：在坐标纸上画出和图线(“”以一根橡皮筋做的功为单位)。注意事项1、平衡摩擦力：将木板一端垫高，使小车重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡方法是轻推小车，由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否匀速运动，找到木板一个合适的倾角。2、选点迹测小车的末速度：测小车的末速度时，纸带上的点应选均匀部分的，也就是选小车做匀速运动状态的点迹。3、橡皮筋的规格要一样：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。误差分析1、误差的主要是橡皮筋的长

4、度、粗细不一，使橡皮筋的拉力做功与橡皮筋的条数不成正比。2、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。3、利用打上点的纸带计算小车的速度时，测量不准带来误差。拓展：验证“动能定理”。【例题】某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如下图所示的装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙。当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态。若你是小组中的一位成员, 要完成该项实验, 则:（1）你认为还需要的实验器材有 （2）实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足实验条件是 ，实验时首先要做的步骤是 （3）在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上