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功与物体速度变化的关系。2．体会探究过程和所用的方法。二、实验原理让橡皮筋拉动小车做功使小车的速度增加，使拉小车的橡皮筋的条数由 1 条变为 2 条、3条……则橡皮筋对小车做的功为 W、2W、3W、……通过对打点计时器所打纸带的测量计算出每次实验后小车的速度，最后分析每次做的功与获得的速度的关系，总结出功与获得的速度变化的关系。三、实验器材木板、橡皮筋(若干)、小车、打点计时器、低压交流电源、纸带、刻度尺等。四、实验步骤1．按如图所示安装好实验仪器。2．平衡摩擦力：将安装有打点计时器的长木板的一端垫起，纸带穿过打点计时器，接到小车上，不挂橡皮筋，接通电源，轻推小车，打点计时器在纸带上打出间隔均匀的点。3．第一次先用一条橡皮筋做实验，用打点计时器和纸带测出小车的运动情况。4．换用 2 条、3 条、4 条…同样的橡皮筋做实验，并将橡皮筋拉伸的长度都和第一次相同，用打点计时器和纸带记录小车的运动情况。五、数据处理1．速度数值的获得：实验获得的是如图所示的纸带，为探究橡皮筋弹力做功与小车速度的关系，需要测量的是弹力做功结束时小车的速度，即小车做匀速运动的速度。所以，应该在纸带上测量的物理量是图中间隔均匀的点 A1、A3间的距离 x，小车此时速度的表达式为 v＝，其中 T 是打点计时器的打点周期。2．计算小车做的功分别为 W、2W、3W…时对应的 v、v2、v3、…的数值，填入表格。W2W3W4W5Wvv2v33.逐一与 W 的一组数值对照，判断 W 与 v、v2、v3、…的可能关系或尝试着分别画出 W 与v、W 与 v2、W 与 v3、W 与间关系的图像，找出哪一组的图像是直线，从而确定功与速度的正确关系。六、误差分析1．系统误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋拉力做的功与橡皮筋的条数不成正比。2．系统误差的另一主要来源是摩擦力平衡得不合适。3．利用纸带确定物体的速度时，点间距测量不准会带来偶然误差。4．作图描点不准确也会带来偶然误差。七、注意事项1．平衡摩擦力的方法：将木板一端垫高，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做匀速运动。2．测小车速度时，应选纸带上点均匀的部分，也就是测小车做匀速运动时的速度。3．所选橡皮筋的劲度系数应小一些，小车质量应大一些，以使纸带上打的点多一些。4．所选橡皮筋的规格应一样，力对小车做的功以一条橡皮筋做的功...
