第 5 讲 实验：探究动能定理微知识 探究动能定理1．实验目的探究外力对物体做功与物体速度变化的关系。2．实验原理探究功与物体速度变化的关系，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变化，为简化实验可将物体初速度设置为零，可用图甲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 v。甲3．实验器材小车(前面带小钩)，100～200 g 砝码，长木板(在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，5～6 条等长的橡皮筋，刻度尺。4．实验步骤(1)按如图甲所示将实验仪器安装好，同时平衡摩擦力。(2)先用 1 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 v1，设此时橡皮筋对小车做的功为 W，将这一组数据记入表格。(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 2W，测出小车获得的速度 v2，将数据记入表格。(4)用 3 条、4 条…橡皮筋做实验，用同样的方法测出功和速度，记入表格。(5)分析数据，得出结论。① 测量小车的速度实验获得如图乙所示的纸带，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是(用字母表示)：A1、A2间的距离为 x，小车速度的表达式是(用测量的物理量表示)v＝(T 为打点计时器打点的时间间隔)。乙② 实验数据记录③ 实验数据处理及分析在坐标纸上(图丙)画出 W－v 或 W－v2图象(“W”以一条橡皮筋做的功为单位)。丙④ 实验结论从图象可知功与物体速度变化的关系 W∝v 2 。5．注意事项(1)平衡摩擦力很关键，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，由打点计时器打出纸带上的点的均匀程度判断小车是否匀速运动。(2)测小车速度时，纸带上的点应选均匀部分的，也就是测量小车做匀速运动时的速度。(3)橡皮筋应选规格一样的。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。(4)小车质量应大一些，使纸带上打的点多一些。6．误差分析(1)误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋的拉力做功 W 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。(3)利用打点的纸带计算小车的速度时，测量不准确带来误差。一、思维辨析(判断正误，正确的画“√”，错误的...
