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,