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