功与速度关系实验设计

精品文档-下载后可编辑功与速度关系实验设计一设计原理

实现同一实验目标可以有多种实验设计方案，教材中提供的方案有时也不一定是最好的一种，而只是众多方案中比较可行的一种。实验的设计应该因地制宜。特别是随着新课标的实施，尚无现成仪器购买的情况下，往往需要自己设计制作一些实验。如何优化实验设计，提高实验的可行性，是我们必须考虑的问题。

实验的设计应遵循一系列原则。例如：正确性原则，实验的设计首先应该能够真实地反映客观规律，实现实验目的。可视性原则，实验的设计应该现象明显，直观。简便性原则，实验的设计方案应该操作简便，操作不能太费时费力，实验装置不可过于繁杂，各量尽量简便易测。精确性原则，实验中产生的误差我们无法消除，但是我们可以想办法减小，减小实验误差以便更好地探究客观规律。经济性原则，因地制宜选择实验时现成材料或者学校当地能方便获取的材料。考虑材料的成本因素。安全性原则，包括人身和器材的安全，环境安全。设计方案应该尽量避免对操产生人身危害的可能性，设计方案也应该考虑到器材的安全，怎样达到在实现实验目的的同时减少材料的耗损，

二设计方案

探究橡皮筋对小车做的功及小车获得的速度的定量关系。首先在材料的选择上，我们改用了P2108型斜面小车这套仪器，斜面小车的实验早在十几年前的教材中出现过，因此，不少学校实验室有，不必另行定制或购买。并且这套仪器中配备的木板一侧表有刻度，正好满足实验需求。木板表面也较为平整，摩擦力不会很大。实验中改变橡皮筋的条数来改变做功的数量，当橡皮筋条数成倍增加的同时，所做的功也成倍增加。这一设计虽然避免了对功的测量，但是要求各条橡皮筋做功一致，对实验中所使用的橡皮筋有一定要求。市售的肉色橡皮圈弹性不一，不能控制功成整数倍增加。日常在衣裤中使用的圆形或者变形橡皮筋弹力太足，当橡皮筋条数多时，小车速度将很快，实验不平稳，小车易摔坏，纸带上打点较少，不便测量。另外，橡皮筋较粗，与钉子和小车相连后很难控制各条橡皮筋长短一致，只有长短一致，才能使其做功一致。因此我们可以采用市面上用细橡皮筋，跟松紧带中抽出的橡皮筋差不多，能够很好满足实验要求。用回形针来连接木板上的钉子和小车，操作简便，回形针采用同一模型制作，形状长短基本一致，这样可以使橡皮筋加上两头回形针总长度基本一致。

操作要领，实验中需控制橡皮筋加两头回形针长度一致，橡皮筋伸长长度一致，实践证明控制橡皮筋跟回形针总长约30cm，伸长20cm左右比较好。由于小车与木板有摩擦，橡皮筋释放后，小车并不做匀速直线运动，我们可以在木板下垫一本每人都有的物理教科书，移动书离木板一端的距离可以调节斜面倾角，达到平衡摩擦力的要求。调节斜面倾角，让小车在斜面上自由滑行，打点，当点与点之间间距基本一致时，说明小车做匀速运动，已经平衡了摩擦力。橡皮筋和回形针的连接法见图，这样连接可以控制长度一致，打结过程中往往会改变橡皮筋预想的长度，减少打结机会也就是减少误差产生机会。纸带在移动过程中应尽量减小与限位控的摩擦，实验前应将卷曲的纸带用手刮平整，纸带不要斜拉。为了提高实验精度可以在同一实验条件下多打几条纸带取平均值。纸带上点的选择，应该选择连续的点与点间距最大并且几乎相同的一段。

数据的处理。实验数据的处理可以借助Excel，使用图表向导得到功与速度关系图，在添加趋势线对话框中逐次尝试一次函数，二次函数等类型。避免了手工数据处理的繁杂，能较快得到结论。

三数据记录：

实验装置

实验数据

w2w3w4w5w6w

位移S（cm）7.4510.8013.1515.0016.8018.40

V(m/s)0.7451.0801.3151.5001.6801.837