第6节 实验：探究功与速度变化的关系
一、实验目的
1．通过实验探究力对物体做的功与物体速度变化的关系． 2．体会探究的过程和所用的方法 二、实验原理 1．分析与猜测
(1)通过研究重力做的功，我们确立了重力势能的表达式，通过分析弹力做的功，我们探究了弹性势能的表达式，那么，要研究动能的变化，也要从力做功开始．
(2)物体在力的作用下通过一段位移时，力会对物体做功，物体的速度也会发生变化，所以二者之间存在联系．
2．探究的思路
(1)要探究功与物体速度变化的关系，就要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．
(2)为简化实验，可将物体初速度设置为零，利用如图7－6－2所示的装置进行实验，通过橡皮筋来对小车做功W，通过打点计时器在纸带上打出的点测量小车获得的速度v，然后分析功W与速度v的关系．
三、实验器材
木板、小车、橡皮筋、打点计时器(电火花打点计时器)、电源、纸带等． 四、实验步骤
1．按装置图安装好实验器材．
2．平衡摩擦力：将木板固定，打点计时器的一端稍微垫高，使小车能牵引纸带在木板上做匀速运动．
3．先用一条橡皮筋做实验，用打点计时器打出的纸带测出小车前端通过两铁钉连线时小车的速度v1，设此时橡皮筋对小车做功为W1，将数据记入表格，用标尺记录小车的初始位置．
4．改用2条、3条、4条……橡皮筋重复上述实验，让小车开始位置相同，每次橡皮筋拉开的长度相同，记录橡皮筋做功2W、3W、4W……情况下小车获得的速度v2、v3、v4…….
W v/m·s－1 v2/m2·s－2 1 2 3 4 5 6
5．分析数据，研究W与v的关系 五、数据的处理
用图象法处理实验数据
我们可根据实验测得的数据，分别作出W—v曲线、W—v2曲线、W—v3曲线……哪一种图
象更接近于过原点的倾斜直线，功与速度之间就是哪一种正比关系．
用图象法处理数据，要比计算法更简捷更直观． 六、实验中需注意的事项 1.适度平衡小车受到的摩擦力;
2.每次实验小车都要从同一位置由静止开始运动; 3.应选择粗细均匀,一致性好的橡皮筋; 4.橡皮筋的拉伸长度要适度;
5.使小车挂住橡皮筋的中点,放正小车,使小车沿木板的中间线运动. 七、误差分析
偶然 误差 系统 误差
产生原因 ①橡皮筋长短、粗细不一; ②纸带上“点”间距离测量不准; ③描点不准确 忘记平衡摩擦力或没有完全平衡摩擦力 减小方法 ①选用规格相同的橡皮筋; ②测量、描点尽量准确 实验前精确地平衡摩擦力 八、实验结论
无论是通过计算法还是作图法都可以得出力对物体做的功与物体速度的 正比的结论，即W∝ .
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