实验五 探究功与速度变化的关系一、实验目的1．通过实验探究外力做功与物体速度变化的关系。2．通过分析实验数据，总结出外力做功与物体速度平方的正比关系。二、实验原理1．不是直接测量对小车做功，而是通过改变橡皮筋条数确定对小车做功 W、2W、3W、…。2．由于橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由纸带和打点计时器测出，也可以用其他方法测出。这样，进行若干次测量，就得到若干组功和速度的数据。3．以橡皮筋对小车做的功为纵坐标，分别以小车获得的速度 v、v2、…为横坐标，作出 Wv、Wv2、…曲线，分析这些曲线，可以得知橡皮筋对小车做的功与小车获得的速度的定量关系。三、实验器材小车(前面带小钩)、长木板(在两侧适当的对称位置钉两个铁钉)、打点计时器、纸带学生电源、导线(若使用电火花计时器则不用学生电源)、5 条同规格的橡皮筋及毫米刻度尺。四、实验步骤1．仪器安装：(1)按实验原理图将仪器安装好。(2)平衡摩擦力：在长木板有打点计时器的一端下面垫一木块，反复移动木块的位置，直至小车上不挂橡皮筋时，轻推小车，纸带打出的点间距均匀，即小车能做匀速直线运动为止。2．测量与记录：(1)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。(2)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，这时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。(3)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。五、数据处理1．求速度：实验获得如图所示纸带，利用纸带上点迹均匀的一段测出两点间的距离，如纸带上 A、C 两点间的距离 x，则 v＝(其中 T 为打点周期)。2．记数据：计算 W、2W、3W、…时对应 v、v2的数值，填入表格。3．作图象：在坐标纸上分别作出 Wv 和 Wv2图线，从中找出功与速度变化的关系。4．得结论：从图象分析外力对物体做功与物体速度变化的关系为 W∝v2。六、误差分析产生原因减小方法橡皮筋的长度、粗细不同选择规格相同的橡皮条摩擦力做功平衡摩擦力适当小车速度的测量误差多次测量 x，求平均值七、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，由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否匀速运动，找到木板一个合适的倾角。2．测小车速度时，纸带上的点应选均匀部分的，也就是选对应小...
