探究功与速度变化的关系 实验报告
7.6探究功与速度变化的关系
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1．探究的问题 通过实验探究力(合力)对物体做的功与物体速度变化的关系． 2．合理推测 若作用于物体上的合力不为零，产生加速度，若初速度为零， 则物体前进距离越大，做的功越多，物体获得的( 速度越大） • 3．设计实验 • (1)实验装置：见图7—6—1 • (2)功的得出：小车在同样的1条、2条、3条…橡皮筋的作 、 、 … 用下弹出，橡皮筋对小车做的功分别为( 1W、2W、3W… )
• (3)打点计时器打出的纸带上相邻各点的间距并不均匀， 应选 （ ） 纸带来计算小 一段点间距均匀 车的速度，因这一小段是橡皮筋对小车做功完毕时的情形 (小车速度也可借助光电门来测量)． • 5．数据处理，得出结论 • 先对测量数据进行估计，或者作出 ( W－v草图 )大 － 草图 致判断两个量可能是什么关系．若认为W∝v2，就对每个 速度值算出它的 ( 二次方 )，作出W－v2图象，若是直 线，说明 ( W∝v2 ) . ∝ • 结论：通过作图发现W－v2图象近似是 ( 直线 ) ，说 W∝v2 ) . ∝ 明(
7.6探究功和速度变化的关系 探究功和速度变化的关系
探究功与物体速度变化的关系
定性:在物体质量一定的前提下： 对物体做的功越多，物体的速度 变化就越大。
情景导入
实 验： 探 究 做 功 与 小 车 速 度 变 化 的 关 系
实验目的： 实验目的：通过实验探究橡皮筋对小 车做功与小车速度变化的关系 实验器材：橡皮筋（ 实验器材：橡皮筋（6根）、小车、砝码、 ）、小车、砝码、 小车 木板、打点计时器、铁钉、 木板、打点计时器、铁钉、刻度尺等 打点计时器 小车 铁钉 木板 纸带 橡皮筋
探 究的 思 路
1、橡皮筋做的功 、
问题：①橡皮筋做功是恒力做功还是变力做功？ ②如何改变橡皮筋做的功？
实验5 探究功与速度变化的关系
尝试解答
[变式 1] (2020·河北衡水中学下学期第二次调研)如图甲，是“探究功 与速度变化的关系”的实验装置，当质量为 0.1 kg 的小车在 1 条橡皮筋作 用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为 W；当用 2 条、3 条……完全相同 的橡皮筋进行第 2 次、第 3 次……实验时，由于每次实验中橡皮筋的拉伸 长度相同，因此第 2 次、第 3 次……实验中，橡皮筋对小车做的功分别为 2W、3W……，每次实验中小车获得的最大速度可由打点计时器所打出的纸 带求出。则：
(1)为了保证细绳的拉力等于小车所受的合外力，以下操作必要的是 ____A__C____ (选填选项前的字母)。
A．在未挂钩码时，将木板的右端垫高以平衡摩擦力 B．在悬挂钩码后，将木板的右端垫高以平衡摩擦力 C．调节木板左端定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行 D．所加钩码的质量尽量大一些
(2)图 b 是甲同学某次实验中打出纸带的一部分。O、A、B、C 为 4 个 相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有 4 个打出的点没有画出，所用 交流电源的频率为 50 Hz。通过测量与计算，可知打点计时器打 B 点时小 车的速度大小为____0_._3_6____ m/s。
2．可以把长木板换成气垫导轨，省略平衡摩擦力的操作步骤，达到简 化实验过程的目的。
考点 1 实验原理与实验步骤 例 1 某实验小组采用如图甲所示的装置探究功与速度变化的关系。
(1)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使其水平 D．先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出
探究功与速度变化的关系实验
功与速度变化关系
功与速度的平方成正比
当物体受到恒力作用时，其动能与速 度的平方成正比，因此功也与速度的 平方成正比
功与速度的增量成正比
在物体受到变力作用时，其动能与速 度的增量成正比，因此功也与速度的 增量成正比
02
实验器材与步骤
实验器材
01
打点计时器
02
纸带
复写纸
03
实验器材
低压交流电源 导线 小车（一端附有定滑轮）
4. 在纸带上选择几个点迹清晰 的点，测量出各点迹到起始点的 距离，查出对应时刻小车的瞬时
速度。
5. 改变钩码的总质量m，重复步 骤3、4的操作，打出几条纸带
。
实验步骤
6. 断开电源，取下纸带，关闭打点 计时器。
7. 在坐标纸上以v为横轴，以v^2（或 v^2/2）为纵轴建立直角坐标系，根 据实验数据描点，并尝试用平滑的曲 线连接各点。
03
数据分析与结论
数据处理
数据筛选
从实验记录中筛选出有效数据，包括每次试验的初始速度、末速 度和所施加的功。
数据整理
将筛选出的数据按照实验条件进行分类整理，便于后续分析。
数据可视化
利用图表等方式将数据呈现出来，直观地展示功与速度变化之间 的关系。
结果分析
对比分析
将实验数据与理论预测进行对比，分析实验数据与理论预测的一致 性和差异性。
引入新技术
引入新的测量技术或数据处理技 术，如光电门测量速度等，以提 高实验的准确性和可靠性。
05
实验应用与拓展
物理学领域应用
验证动能定理
通过测量物体在不同速度下的动能，可以验证动能定理，即合外力对物体所做的功等于物体动能的变 化。
实验：探究功与速度变化的关系
实验：探究功与速度变化的关系引言在日常生活和工作中，我们经常会遇到需要做功的情况，例如打开门、开车、搬运重物等。
而随着物体的运动，其速度也会发生改变。
那么功和速度之间是否存在一定的关系呢？本实验将通过观察物体在不同速度下做功的变化，来探究功与速度之间的关系。
材料与方法材料：木条、滑轮、绳子、不锈钢球、电子天平、尺子方法：1.在一端固定木条，并在其上方固定一滑轮；2.将绳子从滑轮上通过，将不锈钢球挂在绳子下端；3.将木条另一端的绳子固定在一固定物体上，将不锈钢球置于地面上；4.手持不锈钢球，将其向上拉起并放开，观察其在下落过程中的速度；5.使用尺子测量不锈钢球的下落高度和到达地面的时间；6.将不锈钢球推回到拉起的高度，重复以上步骤，每次拉起高度相同，但下落速度不同（调整拉起后的等待时间，或者使用不同的重物）；7.使用电子天平测量不锈钢球的质量。
结果拉起高度为0.5米时，不锈钢球的下落时间、下落高度和速度如下表所示：| 高度/m | 时间/s | 速度/m/s || :----: | :----: | :------: || 0.5 | 0.32 | 1.56 |拉起高度为0.5米时，不锈钢球重物的质量为0.25kg。
重复以上实验，下落速度不同的情况下，记录数据如下：| 高度/m | 时间/s | 速度1/m/s | 速度2/m/s | 速度3/m/s || :----: | :----: | :-------: | :-------: | :-------: || 0.5 | 0.32 | 1.56 | 1.88 | 2.03 || 0.5 | 0.48 | 1.04 | 1.25 | 1.54 || 0.5 | 0.64 | 0.78 | 0.98 | 1.07 || 0.5 | 0.80 | 0.63 | 0.78 | 0.89 || 0.5 | 0.96 | 0.52 | 0.65 | 0.75 |讨论从上表中可以看出，在拉起高度相同的情况下，不锈钢球下落速度越大，则做功也越大。
功与速度变化的关系的实验报告(完整版)
功与速度变化的关系的实验报告一、实验目的1.领会探究实验的设计思路2.能进行实验操作，会采集实验数据3.通过实验数据处理找出W—V 的关系二、实验仪器打点计时器及纸带、轨道及小车、重物及细线、学生电源三、实验原理通过打点计时器测出小车受牵引力滑动时在某点的位移和速度，分别计算出牵引力做的功W和小车在对应点拥有的速度，然后做出W—V2图，得到W—V的关系。
四、注意事项1.小车在没有受牵引力时能在轨道上做匀速直线运动2.计算速度时选取纸带上合适的点3.打点计时器的周期为0.02s，使用的是6—9V的交流电4.减少操作失误和注意用电安全五、实验步骤1.如课本案例一样式，在老师的指导下将实验装置正确摆放2.接通电源，使打点计时器工作3.释放小车，得到小纸带上的数据4.取下纸带，进行数据记录5.清理实验台，按要求放好实验器材六、数据记录表一：探究功与速度变化关系的数据记录T=0.02s m=50g两点间的距离L（mm）每一小段的加速度a（m/s2）各个点的速度v（m/s）各个点速度的平方v^2（（m/s）2）以A为原点时力F做的功W（J）AB 18.5 2.500 A 0.9000 0.8100 0BC 19.5 0.375 B 0.9500 0.9025 0.017622 CD 18.8 0.250 C 0.9575 0.9168 0.018601 DE 19.7 1.750 D 0.9625 0.9264 0.018748 EF 20.2 1.875 E 0.9975 0.9950 0.018846 FG 21.2 2.750 F 1.0350 1.0712 0.019531 GH 22.4 2.00 G 1.0900 1.1881 0.020265 HI 22.8 0.750 H 1.1300 1.2769 0.021342 IJ 23.0 1.750 I 1.1450 1.3110 0.022125 JK 24.2 1.500 J 1.1800 1.3924 0.022419 KL 24.2 1.250 K 1.2100 1.4641 0.023104 LM 25.2 2.500 L 1.2350 1.5252 0.023692 MN 26.2 2.750 M 1.2850 1.6512 0.024181 NO 27.4 N 1.3400 1.7956 0.02516（说明：在这里为什么求了a，因为这个实验的实验结果直接受a的影响，a又由F和M决定，这里的F是砝码的重力mg，M包括纸带、小车、砝码、绳子等重力，广义上还可以将摩擦力概括进来，但是由于已经用斜坡将接触面摩擦阻力基本消除，当然存在误差，但是这个误差都可以放到a里面来处理掉。
7.6实验：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【教学目标】1、知识与技能（1）会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度；（2）学习利用物理图像探究功与物体速度变化的关系。
2、过程与方法：通过用纸带与打点计时器来探究功与物体速度相关量变化的关系，体验知识的探究过程和物理学的研究方法。
3、情感态度与价值观：体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，树立“实践是检验真理的唯一标准”的科学理念。
【教学重点】学习探究功与物体速度变化的关系的物理方法――倍增法，并会利用图像法处理数据。
【教学难点】实验数据的处理方法――图像法【教学课时】1课时【探究学习】阅读教材，提出方法（1）实验装置：见右图。
配套器材：课本方案装置（2）实验思想方法：倍增法。
虽为变力做功，但橡皮条做的功，随着橡皮条数目的成倍增加功也成倍增加。
这种方法的构思极为巧妙。
历史上，库仑应用类似的方法发现了著名的库仑定律。
当然，恒力做功时，倍增法同样适用。
（3）数据处理方法：图像法。
作出功－速度（W-v）曲线，分析这条曲线，得出功与速度变化的定量关系。
学生思考，提出预案（1）学生提出多种设计预案，在课上展示设计的思路和方法：课本方案、气垫导轨加数字毫秒计方案、铁架台打点计时器自由落体方案等。
（2）教师针对各种设计预案，进行分析：主要从合理性、科学性、可行性等方面进行分析，略。
师生研讨，初定方案1、制定基本的实验方案：（师生互动）互动以下面几个问题为中心展开：（1）探究中，我们是否需要橡皮筋做功的具体数值？不需要。
因为实验是以倍增的思想方法设计，若橡皮筋第一次做功为W，则橡皮筋第二次做功为2W，…、橡皮筋第n次做功为nW。
且实验巧妙地将倍增的物理方法应用于变力做功。
（2）为了达到各次实验中橡皮筋做的功成倍增加，即实现倍增，对各次实验中橡皮筋的伸长量有什么要求？你想出了什么办法？各次实验中橡皮筋的伸长量必须相同。
若使小车在橡皮筋的变力作用下产生的位移相同，就要有相同的运动起点。
探究功与速度变化的关系 实验报告
商量功与速度变更的闭系真验报告之阳早格格创做姓名班级一、真验脚段：通过真验商量与的闭系，期视由此找到表白式的线索.二、真验器材：电源、导线、挨面计时器、小车、钩码（橡皮筋）、一端戴有滑轮的少木板、戴小钩的细线、纸戴、刻度尺、坐标纸等.三、真验本理1．分解与预测(1)通过钻研沉力干的功，咱们树坐了沉力势能的表白式，通太过解弹力干的功，咱们商量了弹性势能的表白式，那么，要钻研动能的变更，也要从力干功启初．(2)物体正在力的效率下通过一段位移时，力会对于物体干功，物体的速度也会爆收变更，所以二者之间存留通联．2．商量的思路(1)要商量功与物体速度变更的闭系，便要改变力对于物体干的功，测着力对于物体干分歧功时物体的速度．(2)真验规划：①利用如图甲所示的拆置举止真验，小车正在沉物的牵引力下疏通；当小车的品量比沉物大很多时，不妨把沉物所受的沉力当做小车所受的牵引力，小车的疏通距离战速度不妨由纸戴测出.分解牵引力的功W与速度v的闭系.②利用如图乙所示的拆置举止真验，小车正在橡皮筋的效率下弹出；通过橡皮筋去对于小车干功W，通过挨面计时器正在纸戴上挨出的面丈量小车赢得的速度v，而后分解功W与速度v的闭系．甲乙四、真验步调：规划①1．拆置置：将挨面计时器牢固正在铁架台上；用导线将挨面计时器与贯串交．2．交电源，挨纸戴：把纸戴的一端正在沉物上用夹子牢固佳，另一端脱过挨面计时器的限位孔，用脚提着纸戴使沉物停靠正在挨面计时器附近，交通电源，待挨面宁静后紧启纸戴，让沉物自由下降．沉复频频，挨下3～5条纸戴．3．选纸戴：采用的，选择纸戴上第一个面及距离第一个面较近的面，并依次标上0,1,2,3….4．数据处理：测出0到面1、面2、面3…的距离，即为对于应的下降下度h1、h2、h3…；利用公式vn ＝hn ＋1－hn －12T ，预计出面2、面3、面4…的瞬时速度v1、v2、v3….战相映的功.5、先对于丈量数据举止预计，或者做个W v -草图，大概推断二个量大概的闭系，如果认为是2W v ∝或者其余.而后以W 为纵坐标，v2（或者其余）为横坐标做图.进而判决论断. 规划②1．按拆置图拆置佳真验器材．2．仄稳摩揩力：将木板牢固，挨面计时器的一端轻微垫下，使小车能牵引纸戴正在木板上干匀速疏通．3．先用一条橡皮筋干真验，用挨面计时器挨出的纸戴测出小车前端通过二铁钉连线时小车的速度v1，设此时橡皮筋对于小车干功为W1，将数据记进表格，用标尺记录小车的初初位子．4．改用2条、3条、4条……橡皮筋沉复上述真验，让小车启初位子相共，屡屡橡皮筋推启的少度相共，记录橡皮筋干功2W 、3W 、4W……情况下小车赢得的速度v2、v3、v4…….5．分解数据，钻研W 与v 的闭系五、真验数据记录与处理规划①(m= kg)各计数面1 2 3 4 各计数面到O 面的距离(m)沉力干的功(J) 小车速度v(m/s)v2(m2/s2)规划②W v/m ·s －1v2/m2·s －21 2 3 4 5 62、W-v 、W-v2图像六、真验注意事项 1.适度仄稳小车受到的摩揩力;2.屡屡真验小车皆要从共一位子由停止启初疏通;3.应采用细细匀称,普遍性佳的橡皮筋;4.橡皮筋的推伸少度要适度;5.使小车挂住橡皮筋的中面,搁正小车,使小车沿木板的中间线疏通. 七、缺面分解奇然缺面 系统缺面 八、真验论断。
实验五探究做功与速度变化的关系要点归纳实验目的探究
C.放小车旳长木板应该尽量使其水平 D.先接通打点计时器电源,再让小车在橡皮筋旳
作用下弹出
解析 本试验没有必要测出橡皮筋做旳功究竟是 多少焦耳,只要测出后来各次试验时橡皮筋做旳功 是第一次试验时旳多少倍就已经足够了,A错;每次 试验橡皮筋伸长旳长度必须保持一致,只有这么才 能确保后来各次试验时,橡皮筋做旳功是第一次实 验时旳整数倍,B错;小车运动中会受到阻力,只有 使木板倾斜到一定程度,才干减小误差,C错;试验 时,应该先接通电源,让打点计时器开始工作,然后 再让小车在橡皮筋旳作用下弹出,D正确. 答案 D
计时器统计其运动情况,在打点计时器打出旳纸带
上取两点,测出这两点旳间距L以及这两点相应旳滑
块速度旳大小v1与v2(v1<v2).则本试验最终要验证旳
数学体现式为
.(用题中旳字母表达试
验中测量得到旳物理量)
思绪点拨 本试验利用小沙桶(及沙)旳重力表达 滑块受到旳合外力,要注意小沙桶(及沙)旳重力等 于滑块受到旳合外力旳条件是小沙桶(及沙)旳质 量远不大于滑块旳质量,且不计摩擦阻力(利用平衡 摩擦力旳措施).滑块旳速度能够利用由打点计时 器打出旳纸带进行数据处理得到. 解析 (1)为了测出滑块旳质量和沙桶(及沙)旳总 质量需要选用天平测量.为了对纸带进行数据处理 需要选用刻度尺. (2)因为小沙桶(及沙)旳重力等于滑块受到旳合外 力旳条件是小沙桶(及沙)旳质量远不大于滑块旳质 量,且不计摩擦阻力(利用平衡摩擦力旳措施).所 以要确保沙和沙桶旳总质量远不大于滑块旳质量.实 验时首先要做旳环节是平衡摩擦力.
③在质量为10 g、30 g、50 g旳三种钩码中,他挑
选了一种质量为50 g旳钩码挂在拉线旳挂钩P上.
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探究功与速度变化的关系实验报告
姓名班级
一、实验目的:
通过实验探究与的关系，希望由此找到表达式的线索。
二、实验器材：
电源、导线、打点计时器、小车、钩码（橡皮筋）、一端带有滑轮的长木板、带小钩的细线、纸带、刻度尺、坐标纸等。
三、实验原理
1．分析与猜测
（1）通过研究重力做的功,我们确立了重力势能的表达式，通过分析弹力做的功，我们探究了弹性势能的表达式,那么，要研究动能的变化,也要从力做功开始。
（２)物体在力的作用下通过一段位移时，力会对物体做功,物体的速度也会发生变化，所以二者之间存在联系．
2．探究的思路
（1）要探究功与物体速度变化的关系，就要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.
（2）实验方案：①利用如图甲所示的装置进行实验,小车在重物的牵引力下运动；当小车的质量比重物大很多时，可以把重物所受的重力当作小车所受的牵引力，小车的运动距离和速度可以由纸带测出。
分析牵引力的功W与速度v的关系.
②利用如图乙所示的装置进行实验,小车在橡皮筋的作用下弹出;通过橡皮筋来对小车做功Ｗ，通过打点计时器在纸带上打出的点测量小车获得的速度v,然后分析功Ｗ与速度ｖ的关系．
甲乙
四、实验步骤：
方案①
1．安装置:将打点计时器固定在铁架台上;用导线将打点计时器与相连接.
２．接电源,打纸带：把纸带的一端在重物上用夹子固定好，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手提着纸带使重物停靠在打点计时器附近，接通电源,待打点稳定后松开纸带，让重物自由下落．重复几次,打下３~５条纸带。
3。
选纸带:选取的,挑选纸带上第一个点及距离第一个点较远的点，并依次标上0,１,2，３…．
4．数据处理:测出０到点1、点2、点3…的距离，即为对应的下落高度h１、h２、ｈ3…；利用公式v n=错误!，计算出点2、点3、点4…的瞬时速度v1、v2、ｖ3….和相应的功．
５、先对测量数据进行估计，或作个W v
-草图，大致判断两个量可能的关系，如果认为是2
W v
∝
或其他。
然后以Ｗ为纵坐标，v2(或其它）为横坐标作图。
从而判定结论。
方案②
1．按装置图安装好实验器材。
2.平衡摩擦力：将木板固定,打点计时器的一端稍微垫高，使小车能牵引纸带在木板上做匀速运动。
３。
先用一条橡皮筋做实验,用打点计时器打出的纸带测出小车前端通过两铁钉连线时小车的速度ｖ1,设此时橡皮筋对小车做功为Ｗ１，将数据记入表格，用标尺记录小车的初始位置。
4．改用2条、3条、4条……橡皮筋重复上述实验，让小车开始位置相同,每次橡皮筋拉开的长度相同,记录橡皮筋做功2W、3Ｗ、４W……情况下小车获得的速度v2、v3、ｖ4……。
5．分析数据,研究W与v的关系
五、实验数据记录与处理
各计数点１234各计数点到O点的距离(m)
重力做的功(J)
小车速度v（ｍ/s)
v２（m2/s2）
方案②
Wｖ/m·s—1v2/m２·s－2
1
2
3
4
5
６
2、W－v、W-v2图像
六、实验注意事项
１。
适度平衡小车受到的摩擦力；
2。
每次实验小车都要从同一位置由静止开始运动；
3.应选择粗细均匀，一致性好的橡皮筋;
4.橡皮筋的拉伸长度要适度;
5.使小车挂住橡皮筋的中点,放正小车，使小车沿木板的中间线运动。
七、误差分析
偶然误差
系统误差
八、实验结论。