高一物理7.6 实验探究功与速度变化的关系 课件(人教版必修2)
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高中物理：7.6《实验：探究功与速度变化的关系》课件(新人教必修2)
探究的技巧
1、测量橡皮筋对小车做的功W 问题a：橡皮筋对小车做的功如何测量？ F为变力，做的功很难测量。 问题b：探究过程中，我们是否需要测出橡皮筋 做功的具体数值？ 不需要 措施： 设法让橡皮筋每次对小车做的功分别为 W、2W、3W…… 问题c：每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要 求？
相同
探究的技巧
小车在木板上运动时会受到阻力，可以采 用什么方法进行补偿？ 使木板稍微倾斜，用重力的分力（下滑力） 来平衡小车运动过程中受到的阻力。
探究的技巧
2、测量由于橡皮筋做功而使小车获得的速度v 问题：如何测量小车的速度？ 利用打点计时器打出的纸带 问题：纸带上打出的点并不都是均匀的， 应该采用那些点来计算小车的速度？ 为什么？ 取点迹清晰且间距均匀的部分
误差
画W ---- V图像
画W ---- V2图像
结论
弹簧弹力对小车做的功与速度的平方成正比 注：这里的弹力就是物体受到的合外力 因为小车从静止开始运动，初速度为零，末 速度就是小车速度的变化。
参考实验步骤
1、按图装好实验器材，把木板稍微倾斜，平衡摩擦力 2、先用一条橡皮筋做实验，把橡皮筋拉长到一定的位置， 理好纸带，接通电源，释放小车。
探究功与物体速度变化的关系
物体的动能与它的速度是密切相关 速度的变化又与它的受力有关 所以，我们首先来探究：
力对物体做功与物体速度变化的关系
探究的器材
木板、小车、橡皮筋(若干）、打点 计时器、电源、纸带、钉子2枚 打点计时器
小车 铁钉 纸带 橡皮筋 木板
探 究的 思 路
1、测量橡皮筋对小车做的功W 2、测量由于橡皮筋做功而使小车获得的速度v 3、数据处理，寻找W与v的关系
3、换用纸带，改用2条、3条……同样的橡皮筋进行实验， 保持每次实验中橡皮筋拉长的长度相同。
人教版高一物理必修二第七章7.6 实验：探究功与速度变化的关系(共22张PPT)
v
V2
W 探究W与V的关系
W 探究W与V2的关系
结论：W与V2成一次函数
方案二： 用橡皮筋弹射小车
思考1. 为保证皮筋做功是合外力的功，是否需要平衡 摩擦力？ 需要平衡摩擦力 在哪段过程中，皮筋对小车做了功？
小车从释放，到脱离皮筋的过程 探究现象：皮筋做功W与小车速度V变化
思考2.
这个功W不能具体测量出来,怎样操作可以使得 做功能W、2W、3W、、、增加？
巩固训练 运动特例二、做平抛运动的物体，动能怎样变化？
例二.以大小相等的速度分别水平向左和水平向右 抛出两个质量相等的物体。 判断：抛出1s后，两个物体的动能是否相同?
速度是否相同?
动能相同
速度不同（方向）
巩固训练 运动特例三：匀速圆周运动的物体，动能有什么特点？
例三、匀速圆周运动，转过半周时，物体的动能 发生怎样变化？物体的速度发生怎样的变化？
探究：物体的动能变化，用什么力做功量度呢？ 合力是物体加速运动的原因，探究合力做功
7.6探究功和速度变化的关系
1、实验目的： 探究合力做功与速度变化的关系
2、实验方法： 方案一：用重锤牵引小车运动。
思考一：怎样保证长木板上运动的小车， 受到的拉力是合外力？ 方法：平衡摩擦力 怎样确定拉力？
钩码重力远远小于车的重力时，钩码重力近似为拉力！
巩固训练
例：如图所示装置，两个质量相等的小球，都在
光滑水平面上绕O1O2做匀速圆周运动。甲图悬吊 物体质量M，小球距转轴为R；乙图悬吊物体质量 2M，小球距转轴也为R。水平面小孔处光滑。
求：甲乙两图的小球动能之比。
甲图：mv12 = Mg
O1
O1
R
乙图：mv22 = 2Mg
人教版必修二 7.6实验：探究功与速度变化的关系(18张PPT)
三、随堂巩固
例1、关于“探究功与速度变化的关系”的实验 中，下列叙述正确的是( D ) A．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的 具体数值 B．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保 持一致 C．放小车的长木板应该尽量保持水平 D．先接通打点计时器的电源，再让小车在橡皮 筋的作用下弹出
三、随堂巩固
二、探究功与速度变化的关系
数据处理 1.速度: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。 2.计算W、2W、3W„时对应的v、v2、v3、 填入表格 W 2W 3W 4W 5W v v2 v3
.
3.逐一与W的一组数值对照,判断W与v的可能关系 或分别画出W与v、W与v2、W与v3、W与 间关系 的图象,找出哪一组的图象是直线,从而确定功与 速度的正确关系。
二、探究功与速度变化的关系
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. 怎样设计通过 实验找力对物 在实验中利用 体做功？ 什么方法求物 体速度？
二、探究功与速度变化的关系
方案（一)：
打点计时器
纸带
小车
细绳
一端附有定滑轮的长木板 钩码
二、探究功与速度变化的关系
《7.6实验：探究功 与速度变化的关系》
周口文昌中学 刘芸静
机械能守恒定律
第七章
一、做功与能量的变化
重力势能 势能 机 械 能 弹性势能
动能 重力势能变化 弹性势功与能量的变化
动能的变化与力 做功有关吗？
二、探究功与速度变化的关系
物体受力
速度大小变化
动能变化
探究合力做功与 物体速度变化的 关系
三、随堂巩固
例3、为了“探究功与速度变化的关系”，某同 学做了如下实验，他让滑块在某一水平面上滑行， 利用速度采集器获取其初速度v，并测量出不同 初速度的最大滑行距离x，得到下表所示几组数 据： 数据组 1 2 3 4 5 6 v/(m·s 1 ) 0 0.16 0.19 0.24 0.30 0.49 x/m 0 0.045 0.075 0.111 0.163 0.442
新人教物理必修二：7.6《实验：探究功与速度变化的关系》课件
一、借助变力做功探究功与速度变化的关系 1．实验步骤
(1)按图7－6－3组装好实验仪器，由于小车在运动中会受 到阻力，把木板略微倾斜，使小车在木板上匀速运动，以 平衡摩擦力．
图7－6－3
(2)先用一条橡皮筋进行实验，把橡皮筋拉伸一定长度，理顺 纸带，接通电源，放开小车． (3)换用纸带，改用2条、3条……同样的橡皮筋进行第2次、第 3次……实验，每次实验中橡皮筋拉伸的长度都相同． (4)由纸带上点迹均匀部分算出小车获得的速度，把各次实验 获得的速度依次记入设计的表格中． (5)对观测数据进行估计，大致判断两个量可能的关系，然后 以W为纵坐标，以v(v 2、 v 3)为横坐标作图．
针对训练 为了探究对物体做功与物体速度变化的关系，现 提供如图7－6－7所示的器材，让小车在橡皮筋的作用下 弹出后，沿长木板滑行，请思考探究思路并回答下列问题 (打点计时器交流电频率为50 Hz)．
图7－6－7
(1)为了消除摩擦力的影响应采取的措施： _____________________________________________________. (2)当我们分别用同样的橡皮筋1条、2条、3条……并用来进行 第1次、第2次、第3次……实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的 长度都应保持一致，我们把第1次实验时橡皮筋对小车做的功 记为W. (3)由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计 时器和纸带测出，如图7－6－8所示是其中四次实验打出的部 分纸带．
高中物理·必修2·人教版
6 实验：探究功与速度变化的关系
[目标定位] 1.通过实验探究力对物体做功与物体速度变化的 关系．
2．学习利用图象法研究功与物体速度变化的关系．
1．常见的两种实验方案 (1)方案一：使小车在橡皮筋的作用下弹出，如图7－6－1 所示．
高中物理 7.6 实验：探究功与速变化的关系课件 新人教版必修2
第八页，共26页。
2．每次实验所用橡皮筋相同，并且橡皮筋的拉伸的长度 都保持一致．
这样让一根橡皮筋拉动小车时，拉力对小车做功W，两根 拉时做功2W,3根拉小车时做功为3W…
每次拉动小车都得出一条纸带记录了小车的运动状态，可 以求得小车的末速度．
第九页，共26页。
五、数据处理 先对测量数据进行估计，或者做出W－v图象，大致判断 两个量的可能关系，若认为W∝v2，做出W－v2图象，若是直 线，说明W∝v2，若认为W∝v3，做出W－v3图象，若是直 线，说明W∝v3.
答案 D
第十六页，共26页。
名师点拨 理解实验原理和探究步骤是解题的基础，回答 该类问题，应该围绕实验原理与思路，数据处理和减小实验误 差等因素加以分析判断．
第十七页，共26页。
巩固练习1 在探究力对物体做功与物体速度的关系的实 验中，下列说法正确的是( )
A．小车质量应尽量小一些 B．小车质Байду номын сангаас应该大一些 C．与小车质量无关 D．以上说法都不对
第二十一页，共26页。
解析 用纵坐标表示橡皮筋对小车所做的功W，横轴表示 小车获得的速度v，即做出W－v图象，由甲表中的数据，作图 如下：
第二十二页，共26页。
由图线可知W－v图象近似为一条抛物线 用纵坐标表示橡皮筋对小车做功W，横轴表示小车获得的 速度的二次方v2，作图如下：
第二十三页，共26页。
第十页，共26页。
六、注意事项 1．平衡小车在木板上运动的摩擦力，保证小车脱离橡皮 筋后做匀速运动． 2．每次实验所用的橡皮筋都相同并且拉伸的长度都保持 一致． 3．在纸带上选取点迹清晰、间距均匀的部分计算小车的 速度． 实验数据的记录和处理 使用橡皮筋由1根增至6根，每次增加一根，记录数据如下 表
2．每次实验所用橡皮筋相同，并且橡皮筋的拉伸的长度 都保持一致．
这样让一根橡皮筋拉动小车时，拉力对小车做功W，两根 拉时做功2W,3根拉小车时做功为3W…
每次拉动小车都得出一条纸带记录了小车的运动状态，可 以求得小车的末速度．
第九页，共26页。
五、数据处理 先对测量数据进行估计，或者做出W－v图象，大致判断 两个量的可能关系，若认为W∝v2，做出W－v2图象，若是直 线，说明W∝v2，若认为W∝v3，做出W－v3图象，若是直 线，说明W∝v3.
答案 D
第十六页，共26页。
名师点拨 理解实验原理和探究步骤是解题的基础，回答 该类问题，应该围绕实验原理与思路，数据处理和减小实验误 差等因素加以分析判断．
第十七页，共26页。
巩固练习1 在探究力对物体做功与物体速度的关系的实 验中，下列说法正确的是( )
A．小车质量应尽量小一些 B．小车质Байду номын сангаас应该大一些 C．与小车质量无关 D．以上说法都不对
第二十一页，共26页。
解析 用纵坐标表示橡皮筋对小车所做的功W，横轴表示 小车获得的速度v，即做出W－v图象，由甲表中的数据，作图 如下：
第二十二页，共26页。
由图线可知W－v图象近似为一条抛物线 用纵坐标表示橡皮筋对小车做功W，横轴表示小车获得的 速度的二次方v2，作图如下：
第二十三页，共26页。
第十页，共26页。
六、注意事项 1．平衡小车在木板上运动的摩擦力，保证小车脱离橡皮 筋后做匀速运动． 2．每次实验所用的橡皮筋都相同并且拉伸的长度都保持 一致． 3．在纸带上选取点迹清晰、间距均匀的部分计算小车的 速度． 实验数据的记录和处理 使用橡皮筋由1根增至6根，每次增加一根，记录数据如下 表
人教版高一物理必修2第七章 7.6实验：探究功与速度变化的关系(共41张ppt)
的，通过公式 v s 计算得到。因为打点计 t
时器相邻两点间时间间隔相同，都为 0.02秒， 只需跟据纸带相邻两点间距离来推测速度的变 化。实验中所要求的是匀速运动阶段的速度， 即纸带上相邻两点间间距相同时的速度。
想一想
2020/5/16
为什么要测匀速时的速度呢？
25
纸带分析
开始阶段，两点间距不断增大，此时，小车与橡 皮筋尚未分离，在弹力作用下，小车的速度增大。
出图像所代表的公式，如 ExceL
2020/5/16
35
不过，这样做有麻烦又不直观，最好按下面 的方法处理。
先对测量数据进行估计，或者做个 W-v 草 图,大致判断两个量可能是什么关系。如果认为可
能是 W v2，就对每个速度值算出它的二次方， 然后以W为纵坐标， v2 为横坐标作图（不是以v为
横坐标）。如果这样做出的图像是一条直线，说
2020/5/16
15
以牵引力对小车做的功W为纵坐标，小车 获得的速度v为横坐标，作出W-v图象，即功速度图象，可以了解两者的定量关系。
用打点计时器能够很容易地测量小车的 速度。这个实验的关键是为小车提供可测量 的（或者虽不能测量但可以定量地比较大小 的）作用力。以下两个案例可供参考。
2020/5/16
2020/5/16
31
有人将实验装置进行了修改：
（1）在木板上加了两条光滑的合金 导轨 （2）将砝码换成了橡皮泥
改进之 后有什么 优点呢？
2020/5/16
32
有人将实验装置进行了修改：
改进之 后有什么 优点呢？
（1）在木板上加了两条光滑的合金 导轨 减小摩擦
（2）将砝码换成了橡皮泥 更加稳固
2020/5/16
时器相邻两点间时间间隔相同，都为 0.02秒， 只需跟据纸带相邻两点间距离来推测速度的变 化。实验中所要求的是匀速运动阶段的速度， 即纸带上相邻两点间间距相同时的速度。
想一想
2020/5/16
为什么要测匀速时的速度呢？
25
纸带分析
开始阶段，两点间距不断增大，此时，小车与橡 皮筋尚未分离，在弹力作用下，小车的速度增大。
出图像所代表的公式，如 ExceL
2020/5/16
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不过，这样做有麻烦又不直观，最好按下面 的方法处理。
先对测量数据进行估计，或者做个 W-v 草 图,大致判断两个量可能是什么关系。如果认为可
能是 W v2，就对每个速度值算出它的二次方， 然后以W为纵坐标， v2 为横坐标作图（不是以v为
横坐标）。如果这样做出的图像是一条直线，说
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以牵引力对小车做的功W为纵坐标，小车 获得的速度v为横坐标，作出W-v图象，即功速度图象，可以了解两者的定量关系。
用打点计时器能够很容易地测量小车的 速度。这个实验的关键是为小车提供可测量 的（或者虽不能测量但可以定量地比较大小 的）作用力。以下两个案例可供参考。
2020/5/16
2020/5/16
31
有人将实验装置进行了修改：
（1）在木板上加了两条光滑的合金 导轨 （2）将砝码换成了橡皮泥
改进之 后有什么 优点呢？
2020/5/16
32
有人将实验装置进行了修改：
改进之 后有什么 优点呢？
（1）在木板上加了两条光滑的合金 导轨 减小摩擦
（2）将砝码换成了橡皮泥 更加稳固
2020/5/16
新人教版高一物理必修二7.6实验：探究功与速度变化的关系课件
使小车在无牵引力作用下，在木板上做_匀__速__运动，从
而平衡了阻力。
参考案例一
问题3：如何计算力对小车做的功和小车获得的速度？
√
需要测量的物理量分别是_重__物___的__质__量___m__和 __小___车__运___动__的__距___离__s_，牵引力做的功W=________
参考案例二
实验目的
实验情景
【力问题导学】 3从_作力_．__静用的_以___止下大平____运 小板开__动上始_的_的运_距小_动_离小车_，_车为测_，在研量可力究_力_以的对_的计_作象_大算用_，_小力下使__做运它及的动在小功的__车。距_在的改离力作变的用下 _________或者_____________________速__度_____， 就可以改变力对小车做的功，打小点车计获时得器的_____纸_就带会 不测同出。。小这车 个的 实速 验度的可关以键定利是量用为地小_比_车_较_提_大_供_小__的__可____测打_量_出_的____（__或_ 者_牵_虽_引_不_力_能对__测小__量车_但_做_可_的_以功___W______为__纵__坐__标_，_小___车___）获__作得_用_的_力_速_。度__以v_ 为横坐标，作出W-v或W-v2图象，获得两者的定正量比关系， 若图线是一过原点的斜线，则说明它们成_____关系。
参考案例一 【问题导学】4、5，课本P71“说一说
” 问题1：在什么情况下可以近似用重物的重力代表小 车受到的牵引力？
问题2：实验中研究的是哪个力对小车做功？如何消 除摩擦阻力的影响？
问题3：如何计算力对小车做的功和小车获得的速度？
参考案例一
问题1：在什么情况下可以近似用重物的重力代表小 车受到的牵引力？ 小车：T=Ma 重物：mg-T=ma
7.6 实验：探究功与速度变化的关系—人教版高中物理必修二课件(共23张PPT)
02 深入探究
(2)用图象法处理实验数据： 我们也可根据实验测得的数据,分别作出W-v曲线、 W-v²曲线、W-v³曲线......如果哪一种图象更接近于过原 点的倾斜直线,功与速度之间就是哪一种正比关系。 用图象法处理数据,要比计算法更简捷而且直观。
02 深入探究
实验操作注意事项
1、适度平衡小车的摩擦力（稍微倾斜木板） 2、每次小车都要由同一位置静止开始运动 3、橡皮筋拉伸长度要适度
条数 做的功
1
W
2
2W
3
3W
4
4W
5
5W
6
6W
位移 x/m
时间 t/s
速度 v/(m·s-1)
速度二次方 v2/(m2·s-2)
02 深入探究
3.实验数据处理及分析 在坐标纸上,如图所W-v和W-v²图线(“W”以一根橡皮筋做的功为单位)。
（1）用计算法处理实验数据:
在确定了橡皮筋对小车所做的功并测出了小车获得的速度后，如果作出的W-ν曲线 条直线,可以采用计算的方法,即根据测得的速度分别按W∝v²、W∝v³、W∝根号v、…算 出相应的功的值，实际则得的速度与哪一种最接近,它们之间就具有哪一种关系。
01 精细梳理
三、实验原理：倍增法
探究恒力做功与速度变化的关系，可通过改变 力对物体做的功，测出力对物体做不同的功时物体 的速度。为了简化实验，可将物体初速度设置为0， 可用如图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 计时器和纸带测量每次实验小车后的速度。最后探 究力做的功与速度变化之间的关系
2.我们用2条、3条、...橡皮筋进行第2次、第3次、...实验。实验时,每次实验 时橡皮筋伸长的长度都应保持一致。
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7.6 实验：探究功与速度变化的 关系 课件（人教版必修2）
*
探究功与物体速度变化的关系
能够通过实验数据的分析，总结出 ** 功与物体速度平方的正比关系 * 通过本节的探究思路，体会科学方 法
在初中我们已经学习了动能的概念，知 道物体的动能与物体的速度密切相关，而物 体速度的变化又与力对它做功有关．人对保 龄球做功保龄球的速度变大，当其对外做功 时，速度减小． 功与速度变化有什么定量关系呢？
(1)小车运动中受到阻力，小车的速度在 运动中是变化的．使木板倾斜，让小车不受 橡皮条的拉力时匀速下滑，也就是平衡掉摩 擦力． (2)橡皮条做功完毕后，小车匀速运动， 则打在纸带上的点应是均匀分布的，利用纸 带点间距和打点计时器记录的时间求出速 度．
在本实验中，小车在运动中会受阻力作 用．这样，在小车沿木板滑行的过程中，除 橡皮筋对其做功以外，还有阻力做功，这样 便会给实验带来误差，我们在实验中想到的 办法是，使木板略微倾斜，对于木板的倾斜 程度，下面说法正确的是 ( )
关于探究功与物体速度变化的关系实验 中，下列叙述正确的是 ( ) A ．每次实验必须设法算出橡皮筋对小 车做功的具体数值 B ．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没 有必要保持一致 C．放小车的长木板应该尽量使其水平 D ．先接通电源，再让小车在橡皮筋的 作做的 功到底是多少焦耳，只要测出以后各次实验 时橡皮筋做的功是第一次实验时的多少倍就 已经足够了， A错；每次实验橡皮筋拉伸的 长度必须保持一致，只有这样才能保证以后 各次实验时，橡皮筋做的功是第一次实验时 的整数倍， B错；小车运动中会受到阻力， 只有使木板倾斜到一定程度，才能减小误差， C错；实验时，应该先接通电源，让打点计 时器开始工作，然后再让小车在橡皮筋的作 用下弹出，D正确． 答案：D
点评：做实验前，要先了解探究的内容、 思路、方法，才能对实验中存在的问题进行 正确处理．
下面是本实验的步骤，其合理顺序 是________． ①将小车拉至图中 C处，使AB和 BC间距 离大致相等，接通打点计时器电源，放开小 车，小车带动纸带运动，打下一系列的小点， 由纸带分析求出小车通过B位置时的速度v， 设第1次橡皮筋对小车做的功为W. ②作出 W － v 、 W － v2 的图象，分析图象 的特点，得出结论．
A ．木板只要稍微倾斜一下即可，没有 什么严格的要求 B ．木板的倾斜角度在理论上应满足下 面条件：即重力使物体沿斜面下滑的分力应 等于小车受到的阻力 C ．如果小车在滑行的木板上不受拉力 的情况下能做匀速运动，则木板的倾斜程度 是符合要求的 D ．其实木板不倾斜，问题也不大，因 为实验总是存在误差的 答案：BC
(2)减小误差的办法 ①实验前要先平衡摩擦力． ②尽量选用同一规格的橡皮筋． ③选用间距均匀的几个间隔，测量其总 长度，求得平均速度． ④描点时既要观察各点的位置关系，又 要考虑应有的函数关系，若拉力大，小车速 度大，点数少，可能使 W 与 v 成线性关系， 控制小车速度，加大纵坐标单位长度，可减 小误差．
3 ．根据实验数据作个 W － v 草图，大致 判断两个量可能是什么关系．如果认为很可 能是 W∝v2 ，就作出 W － v2 曲线，如果这条 曲线是________，就可以证明你的判断是正 确的． 答案 :1. 木板、橡皮筋，打点计时器及电 源，纸带 2．保持和第一次；2W、3W 3．一条直线
(1)在如图所示的装置中，释放小车，拉伸的橡 皮筋对小车做功，使小车获得速度．第一次实验 设橡皮筋对小车所做的功为W，后面的实验中都保 持橡皮筋的拉伸长度与第一次一致．橡皮筋的条 数分别为原来的 2 倍、 3 倍、 … ，橡皮筋对小车所 做的功分别为2W、3W，…
先对测量数据进行估计，或者作出W－v 草图，大致判断两个量可能有什么关系．如 果认为有可能是 W∝v2，就对每一个速度值 算出它的二次方，然后以 W为纵坐标，v2为 横坐标作图(不是以v为横坐标)．如果这样作 出的图象是一条直线，说明两者关系真的是 W∝v2……
(1)误差来源：一是由于忘记平衡摩擦力 或没有完全平衡摩擦力对实验的影响，二是 橡皮筋长度、粗细不一，使得拉力及拉力的 功与条数不成正比带来误差，三是纸带上所 打点的间距测量也会带来误差．四是描点不 准带来误差．
③如图所示，先固定打点计时器，在长木板的 两侧 A 处钉两个小钉，小车放在 B 处挂上一根橡皮 筋(即图示情况)，使橡皮筋处于自由长度．
④用2条、3条…同样的橡皮筋进行第 2次、第3 次…实验，每次实验保持橡皮筋拉伸的长度不变， 用同样的方法测出 v2 、 v3… 记下 2W 、 3W… 记入表 格．
解析： 实验中探究的是橡皮筋对小车做 功与小车速度变化间的关系，但是由于实验 过程中存在摩擦力做功，必然会导致误差增 大，为了消除这个因素的影响，采用了平衡 摩擦力的方法．这样就要求重力的下滑分力 与摩擦力等大反向，而不是随意的倾角．是 否达到这一要求的依据就是看一看小车在不 受拉力的情况下是否能匀速运动.
1．在探究功与物体速度变化的实验中需 要 的 器 材 有 __________________________________等． 2 ．当用 2 条、 3 条 …… 同样的橡皮筋进行 第 2 次、第 3 次 …… 实验时，每次实验中橡皮 筋拉伸长度都______________一致，以保证 第2次、第3次……橡皮筋的功是________……
某同学在探究功与物体速度变化的关系 时得到了 W 与 v 的一组数据，请你对这些数 据进行处理，并确定W与v之间的关系. W 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 v(m/ 0.00 0.80 1.10 1.28 1.53 1.76 1.89 s) v2 0.00 0.64 1.21 1.64 2.34 3.10 3.57
(2)由纸带和打点计时器分别测出小车获 得的速度v1、v2、v3…… (3)以橡皮筋对小车做的功为纵坐标(以第 一次实验时的功W为单位)，小车获得的速度 为横坐标，作出W－v曲线．
(4)如果W－v曲线是一条直线，表明W∝v；如果不是 直线，可着手考虑是否存在下列关系：W∝v2、W∝v3、 W∝ v……
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探究功与物体速度变化的关系
能够通过实验数据的分析，总结出 ** 功与物体速度平方的正比关系 * 通过本节的探究思路，体会科学方 法
在初中我们已经学习了动能的概念，知 道物体的动能与物体的速度密切相关，而物 体速度的变化又与力对它做功有关．人对保 龄球做功保龄球的速度变大，当其对外做功 时，速度减小． 功与速度变化有什么定量关系呢？
(1)小车运动中受到阻力，小车的速度在 运动中是变化的．使木板倾斜，让小车不受 橡皮条的拉力时匀速下滑，也就是平衡掉摩 擦力． (2)橡皮条做功完毕后，小车匀速运动， 则打在纸带上的点应是均匀分布的，利用纸 带点间距和打点计时器记录的时间求出速 度．
在本实验中，小车在运动中会受阻力作 用．这样，在小车沿木板滑行的过程中，除 橡皮筋对其做功以外，还有阻力做功，这样 便会给实验带来误差，我们在实验中想到的 办法是，使木板略微倾斜，对于木板的倾斜 程度，下面说法正确的是 ( )
关于探究功与物体速度变化的关系实验 中，下列叙述正确的是 ( ) A ．每次实验必须设法算出橡皮筋对小 车做功的具体数值 B ．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没 有必要保持一致 C．放小车的长木板应该尽量使其水平 D ．先接通电源，再让小车在橡皮筋的 作做的 功到底是多少焦耳，只要测出以后各次实验 时橡皮筋做的功是第一次实验时的多少倍就 已经足够了， A错；每次实验橡皮筋拉伸的 长度必须保持一致，只有这样才能保证以后 各次实验时，橡皮筋做的功是第一次实验时 的整数倍， B错；小车运动中会受到阻力， 只有使木板倾斜到一定程度，才能减小误差， C错；实验时，应该先接通电源，让打点计 时器开始工作，然后再让小车在橡皮筋的作 用下弹出，D正确． 答案：D
点评：做实验前，要先了解探究的内容、 思路、方法，才能对实验中存在的问题进行 正确处理．
下面是本实验的步骤，其合理顺序 是________． ①将小车拉至图中 C处，使AB和 BC间距 离大致相等，接通打点计时器电源，放开小 车，小车带动纸带运动，打下一系列的小点， 由纸带分析求出小车通过B位置时的速度v， 设第1次橡皮筋对小车做的功为W. ②作出 W － v 、 W － v2 的图象，分析图象 的特点，得出结论．
A ．木板只要稍微倾斜一下即可，没有 什么严格的要求 B ．木板的倾斜角度在理论上应满足下 面条件：即重力使物体沿斜面下滑的分力应 等于小车受到的阻力 C ．如果小车在滑行的木板上不受拉力 的情况下能做匀速运动，则木板的倾斜程度 是符合要求的 D ．其实木板不倾斜，问题也不大，因 为实验总是存在误差的 答案：BC
(2)减小误差的办法 ①实验前要先平衡摩擦力． ②尽量选用同一规格的橡皮筋． ③选用间距均匀的几个间隔，测量其总 长度，求得平均速度． ④描点时既要观察各点的位置关系，又 要考虑应有的函数关系，若拉力大，小车速 度大，点数少，可能使 W 与 v 成线性关系， 控制小车速度，加大纵坐标单位长度，可减 小误差．
3 ．根据实验数据作个 W － v 草图，大致 判断两个量可能是什么关系．如果认为很可 能是 W∝v2 ，就作出 W － v2 曲线，如果这条 曲线是________，就可以证明你的判断是正 确的． 答案 :1. 木板、橡皮筋，打点计时器及电 源，纸带 2．保持和第一次；2W、3W 3．一条直线
(1)在如图所示的装置中，释放小车，拉伸的橡 皮筋对小车做功，使小车获得速度．第一次实验 设橡皮筋对小车所做的功为W，后面的实验中都保 持橡皮筋的拉伸长度与第一次一致．橡皮筋的条 数分别为原来的 2 倍、 3 倍、 … ，橡皮筋对小车所 做的功分别为2W、3W，…
先对测量数据进行估计，或者作出W－v 草图，大致判断两个量可能有什么关系．如 果认为有可能是 W∝v2，就对每一个速度值 算出它的二次方，然后以 W为纵坐标，v2为 横坐标作图(不是以v为横坐标)．如果这样作 出的图象是一条直线，说明两者关系真的是 W∝v2……
(1)误差来源：一是由于忘记平衡摩擦力 或没有完全平衡摩擦力对实验的影响，二是 橡皮筋长度、粗细不一，使得拉力及拉力的 功与条数不成正比带来误差，三是纸带上所 打点的间距测量也会带来误差．四是描点不 准带来误差．
③如图所示，先固定打点计时器，在长木板的 两侧 A 处钉两个小钉，小车放在 B 处挂上一根橡皮 筋(即图示情况)，使橡皮筋处于自由长度．
④用2条、3条…同样的橡皮筋进行第 2次、第3 次…实验，每次实验保持橡皮筋拉伸的长度不变， 用同样的方法测出 v2 、 v3… 记下 2W 、 3W… 记入表 格．
解析： 实验中探究的是橡皮筋对小车做 功与小车速度变化间的关系，但是由于实验 过程中存在摩擦力做功，必然会导致误差增 大，为了消除这个因素的影响，采用了平衡 摩擦力的方法．这样就要求重力的下滑分力 与摩擦力等大反向，而不是随意的倾角．是 否达到这一要求的依据就是看一看小车在不 受拉力的情况下是否能匀速运动.
1．在探究功与物体速度变化的实验中需 要 的 器 材 有 __________________________________等． 2 ．当用 2 条、 3 条 …… 同样的橡皮筋进行 第 2 次、第 3 次 …… 实验时，每次实验中橡皮 筋拉伸长度都______________一致，以保证 第2次、第3次……橡皮筋的功是________……
某同学在探究功与物体速度变化的关系 时得到了 W 与 v 的一组数据，请你对这些数 据进行处理，并确定W与v之间的关系. W 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 v(m/ 0.00 0.80 1.10 1.28 1.53 1.76 1.89 s) v2 0.00 0.64 1.21 1.64 2.34 3.10 3.57
(2)由纸带和打点计时器分别测出小车获 得的速度v1、v2、v3…… (3)以橡皮筋对小车做的功为纵坐标(以第 一次实验时的功W为单位)，小车获得的速度 为横坐标，作出W－v曲线．
(4)如果W－v曲线是一条直线，表明W∝v；如果不是 直线，可着手考虑是否存在下列关系：W∝v2、W∝v3、 W∝ v……