7-6 实验：探究功与速度变化的关系
探究过程2 探究过程 质量为m=1kg的物体作自由落体运动，重力 的物体作自由落体运动， 质量为 的物体作自由落体运动 加速度取g=10m/s2，试在下列各个阶段中考察外 加速度取 力对物体做的总功 力对物体做的总功（W）与物体速度平方的变化 ）与物体速度平方的变化 2 2 间的关系。 （ v − v0 ）间的关系。
s
探究过程1 探究过程
m 1 2 3 1 1 1 F 2 2 2 µ 0.1 0.2 0.3 s 1.5 1.5 1.5 v0 1 1 2
F
F
v 2 1 1
W 1.5 0 -1.5
Δv 1 0 -1
s
探究过程1 探究过程
m 1 2 3 1 1 1 F 2 2 2 µ 0.1 0.2 0.3 s 1.5 1.5 1.5 v0 1 1 2
v 0 0
v2
实验探究结论 在初速为零的运动过程中， 在初速为零的运动过程中， 速度平方成正比 成正比。 功与速度平方成正比。 更为一般的表述 在初速不为零的运动过程中， 在初速不为零的运动过程中， 速度平方的变化成正比 成正比。 功与速度平方的变化成正比。
W ∝ (v − v
2
2 0
)
s
探究过程1 探究过程
第七章 机械能守恒定律
实验： 7-6 实验：探究功与速度变化的关系
南京市金陵中学 朱建廉
实验： 实验：探究功与速度变化的关系
探究——关系 探究——关系 —— 探究——（功与速度变化的）关系 探究——（功与速度变化的） —— （以实验手段）探究——（功与速度变化的）关系 以实验手段）探究——（功与速度变化的） ——
过程 W/J
2 v 2 − v0
转1圈 圈 0 0
转1/2圈 圈 0 0
转1/4圈 圈 0 0
转1/6圈 圈 0 0
仍不违背： 仍不违背：
W ∝ (v − v
2
2 0
)
结论
对于一般运动过程， 对于一般运动过程，外力对物体所做 的总功 的总功（W）与物体运动速度平方的变化 ）与物体运动速度平方的变化 2 2 成正比， （ v − v0 ）成正比，即
特殊过程中功 速度变化关系的实验探究 特殊过程中功与速度变化关系的实验探究 关系的实验 特殊过程——初速为零的过程 初速为零的过程 特殊过程 实验设计 功的测量 ——取一根橡皮筋贮存的能量为W的单位 ——取一根橡皮筋贮存的能量为W的单位 取一根橡皮筋贮存的能量为 速度变化的测量 速度变化的测量 ——由于 0 = 0，所以有 由于v 由于 ，所以有∆v = v ——∆v = v 的测量：打点计时器…… 的测量：打点计时器……
F
F
v 2 1 1
W 1.5 0 -1.5
Δv 1 0 -1
似乎有： 似乎有：
W > 0——∆v > 0 W = 0——∆v = 0 W < 0——∆v < 0
且： W∝∆v ∝
探究过程2 探究过程 质量为m=1kg的物体作自由落体运动，重力 的物体作自由落体运动， 质量为 的物体作自由落体运动 加速度取g=10m/s2，试在下列各个阶段中考察外 加速度取 力对物体做的总功（ ）与物体速度变化（ 力对物体做的总功（W）与物体速度变化（Δv） ） 间的关系。 间的关系。
W ∝ (v − v
2
2 0
)
思考题1：比例系数等于几？ 思考题 ：比例系数等于几？ 思考题2：比例系数是什么？ 思考题 ：比例系数是什么？
下课
阶段 W/J
2 v 2 − v0
第1s内 内 50 100
第2s内 内 150 300
第3s内 第4s内 内 内 250 500
2 2 0
第5s内 内 450 900
350 700
确实也有： 确实也有：
W ∝ (v − v
)
探究过程3 探究过程 物体以速率v作匀速圆周运动， 物体以速率 作匀速圆周运动，试在下列各 作匀速圆周运动 个过程中考察外力对物体做的总功（ ） 个过程中考察外力对物体做的总功（W）与物体 速度变化（ 速度变化（Δv）间的关系。 ）间的关系。
操作要点 1、平衡摩擦——木板适当倾斜 、平衡摩擦 木板适当倾斜 2、改变橡皮筋数量——改变 、改变橡皮筋数量 改变W 改变 3、相同的橡皮筋——相同形变 、相同的橡皮筋 相同形变 4、选择纸带适当处——测算 、选择纸带适当处 测算v 测算
数据处理 “W~v”——曲 曲 W “W~v2”——直 直 W
探究——行为方式 探究——行为方式 ——行为
关系——行为目标 关系——行为目标 ——行为
一般过程中功 速度变化关系的理性探究 一般过程中功与速度变化关系的理性探究 关系的理性 功——W=Fscosα α 速度变化——Δv=v-v0 Δ 速度变化 探究过程1 探究过程
F s F
如图所示，质量 的物体在水平恒力 的物体在水平恒力F作用 如图所示，质量m的物体在水平恒力 作用 下以初速度v 沿水平面运动， 下以初速度 0沿水平面运动，物体与水平面间动 摩擦因数为µ 重力加速度取g=10m/s2，当物体 摩擦因数为µ，重力加速度取 运动位移为s的过程中物体速度变为 的过程中物体速度变为v 运动位移为 的过程中物体速度变为 ，则在如下 三种情况下考察外力对物体做的总功（ ） 三种情况下考察外力对物体做的总功（W）与物 体速度变化（ ）间的关系。 体速度变化（∆v）间的关系。
m 1 2 3 1 1 1 F 2 2 2 µ 0.1 0.2 0.3 s 1.5 1.5 1.5 v0 1 1 2
F
F
v 2 1 1
W 1.5 0 -1.5
Δv 1 0 -1
s
探究过程1 探究过程
m 1 2 3 1 1 1 F 2 2 2 µ 0.1 0.2 0.3 s 1.5 1.5 1.5 v0 1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1 2
F
2
F
v 2 1 1
W 1.5 0 -1.5
v −v
3 0 -3
2 0
确实有： 确实有：
W ∝ (v − v
2
2 0
)
探究过程2 探究过程 质量为m=1kg的物体作自由落体运动，重力 的物体作自由落体运动， 质量为 的物体作自由落体运动 加速度取g=10m/s2，试在下列各个阶段中考察外 加速度取 力对物体做的总功（ ）与物体速度变化（ 力对物体做的总功（W）与物体速度变化（Δv） ） 间的关系。 间的关系。
过程 W/J ∆v/ms-1 转1圈 圈 0 0 转1/2圈 圈 0 2v 转1/4圈 圈 0 转1/6圈 圈 0 v
2v
此时有： 此时有：
W > 0——∆v > 0 W = 0——∆v = 0 W < 0——∆v < 0
且： W∝∆v ∝
理性探究结论 在一般的运动过程中， 在一般的运动过程中，功与速度变化 之间并不存在确定的关系。 不存在确定的关系 之间并不存在确定的关系。 较为弱化的表述 在一般的运动过程中， 在一般的运动过程中，功与速率变化有关 速率变化有关 ——若 W > 0，则速率将变大 若 ， ——若 W = 0，则速率将不变 若 ， ——若 W < 0，则速率将变小 若 ，
阶段 W/J ∆v/ms-1 第1s内 内 50 10 第2s内 内 150 10 第3s内 第4s内 内 内 250 10 350 10 第5s内 内 450 10
似乎仍有： 似乎仍有：
W > 0——∆v > 0 W = 0——∆v = 0 W < 0——∆v < 0
但： W∝∆v ∝
探究过程3 探究过程 物体以速率v作匀速圆周运动， 物体以速率 作匀速圆周运动，试在下列各 作匀速圆周运动 个过程中考察外力对物体做的总功（ ） 个过程中考察外力对物体做的总功（W）与物体 速度变化（ 速度变化（Δv）间的关系。 ）间的关系。
过程 W/J ∆v/ms-1 转1圈 圈 0 0 转1/2圈 圈 0 2v 转1/4圈 圈 0 转1/6圈 圈 0 v
2v
探究过程3 探究过程 物体以速率v作匀速圆周运动， 物体以速率 作匀速圆周运动，试在下列各 作匀速圆周运动 个过程中考察外力对物体做的总功 个过程中考察外力对物体做的总功（W）与物体 ） 2 2 速度平方的变化（ 间的关系。 速度平方的变化（ v − v0 ）间的关系。
7.6探究功与速度变化的关系
• • • •
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？
7-6探究功与物体速度变化的关系
题组一实验原理和操作1．在探究功与物体速度变化关系的实验中，某同学在一次实验中得到了一条如图7－6－7所示的纸带，这条纸带上的点两端较密，中间疏，出现这种情况的原因可能是()图7－6－7A．电源的频率不稳定B．木板倾斜程度太大C．木板倾斜角太小D．小车受到的阻力较大解析：电源频率不稳定的可能性不大，出现这一现象的原因是小车在橡皮筋作用下加速运动，在橡皮筋恢复原长以后小车做减速运动，且受的阻力较大．答案：CD2．如图7－6－8所示，为探究力对物体做功与速度变化的关系的装置图，在实验中每次橡皮筋的拉伸长度都保持不变，这样每次橡皮筋()图7－6－8A．做的功一样B．每条橡皮筋产生的弹性势能相同C．产生的动能相同D．产生的重力势能相同解析：橡皮筋在实验过程中拉伸长度保持不变，就是为了保证每条橡皮筋中都有相等的弹性势能．答案：B3．实验时小车在运动中会受到阻力作用．在小车沿长木板滑行的过程中，除橡皮筋对其做功外，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长木板略微倾斜．对于长木板的倾斜程度，下面说法正确的是()①木板只要稍微倾斜一下即可，没有什么严格要求；②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；③若小车在倾斜的木板上能做匀速运动，则木板的倾斜程度是符合要求的；④其实木板不倾斜，问题也不大，因为实验总是存在误差的．A．①②B．②③C．③④D．①④解析：由动力学知识可以知道，要平衡摩擦力，就应使物体的重力沿斜面向下的分力等于物体受到的阻力，使小车能够匀速运动．答案：B4．在完成本次实验时，如果用一条橡皮筋进行实验，与小车相连的纸带如图7－6－9所示，如果用四条橡皮筋进行实验，与小车相连的纸带如图7－6－10所示，下面说法中正确的是()图7－6－9图7－6－10①用一条橡皮筋拉小车时，橡皮筋对小车做功为W，用四条橡皮筋拉小车时，橡皮筋对小车做功为4W.②用一条橡皮筋拉小车时，小车速度最大可达到v，用四条橡皮筋拉小车时，小车速度最大可达到4v.③用一条橡皮筋拉小车时，小车速度最大可达到v，用四条橡皮筋拉小车时，小车速度最大可达到2v.④用一条橡皮筋拉小车时，小车速度最大达到v，用四条橡皮筋拉小车时，小车速度最大既不是2v，也不是4v.A．①②B．①③C．①④D．①答案：B题组二数据处理5．下表为按照课本上的装置进行的某一实验的测量数据，其中实验所用计时器为电火花计时器，小车质量为300 g，使用的橡皮筋1根至6根，每次增加1根．功与速度的关系(1)选表中的3组数据分析W∝与v的其他可能关系？(2)依据表中数据通过作图法，探究W与v的关系．解析：本题主要考查探究功与速度变化关系实验的两种数据处理方法．(1)分别选择2、3、4三组数据．W3 W2＝21，v3v2＝1.100.80＝1.41，可见W 3W 2≠v 3v 2.W 4W 2＝31，v 4v 2＝1.280.80＝1.61， 可见W 4W 2≠v 4v 2.由此可见，W 与v 不成正比． v 32v 22＝1.1020.802＝1.91，v 42v 22＝2.61. 可见在误差允许范围内W 3W 2＝v 32v 22，W 4W 2＝v 42v 22， 即W ∝v 2.(2)W －v 图像如下图7－6－11所示，由图像可以看出，W 与v 不成正比： 猜想W 可能与v 2成正比．图7－6－11功与速度平方的关系依据上述数据，作W －v 2图7－6－12结论：由图像可知，功与速度的平方成正比． 答案：(1)W ∝v 2(2)图像如解析中所示，结论：功与速度的平方成正比6．某同学在探究功与物体速度变化的关系实验中，设计了如图7－6－13所示的实验．将纸带固定在重物上，让纸带穿过电火花计时器或打点计时器．先用手提着纸带，使重物静止在靠近计时器的地方．然后接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列小点．得到的纸带如图7－6－14所示，O 点为计时器打下的第1个点，该同学对数据进行了下列处理：取OA ＝AB ＝BC ，并根据纸带算出了A 、B 、C 三点的速度分别为v A ＝0.12 m/s ，v B ＝0.17 m/s ，v C ＝0.21 m/s.根据以上数据你能否大致判断W ∝v 2?图7－6－13 图7－6－14图7－6－15解析：设由O 到A 的过程中，重力对重物所做的功为W ，那么由O 到B 过程中，重力对重物所做的功为2W ，由O 到C 的过程中，重力对重物所做的功为3W .由计算可知，v A 2＝1.44×10－2 m 2/s 2，v B 2＝2.89×10－2 m 2/s 2，v C 2＝4.41×10－2 m 2/s 2，v B2v A 2≈2，v C 2v A2≈3，即v B 2≈2v A 2，v C 2≈3v A 2由以上数据可以判定W ∝v 2是正确的，也可以根据W －v 2的曲线来判断(如图7－6－15所示)．答案：见解析图7－6－167．如图7－6－16所示，汽车已成为人们外出的重要交通工具之一，评价汽车性能的主要指标有动力性、经济性、稳定性、制动性等，其中制动性主要是指在良好的路面上，汽车迅速降低车速直到停车的距离．下表中记录的是车以不同速率行驶时，制动后所经过的距离.解析：制动过程中阻力不变，设每制动1 m，克服阻力做功为W1，则制动4 m、16 m、25 m、36 m克服阻力做功分别为4W1、16W1、25W1、36W1，作出W－v图像如图7－6－17所示：图7－6－17可见W与v不是正比关系，猜想W与v2成正比，作出W－v2图像如图7－6－18所示：图7－6－18可见W与v2成正比．答案：W与v2成正比。
6 实验：探究功与速度变化的关系
即力对原来静止的物体做的功与物体获
1.本节是一个探究性实验，探究的目的是( D
A.探究力与物体运动速度的关系 B.探究力与物体运动加速度的关系 C.探究力对物体做功与物体加速度变化的关系 D.探究力对物体做功与物体速度变化的关系
)
2、在探究功与物体速度变化的关系实验中作出W －v图象如图所示，符合实际的是（ ）
二、采集数据 生成结论
实验 次数 1 2 3 4 5 6 橡皮筋 做的功 W 2W 3W 4W 5W 6W 匀速运动时的速度
v
0.232 0.321 0.417 0.469 0.529 0.571
v
2
v
3
v
0.481664 0.566569 0.645755 0.684836 0.727324 0.755645
6 实验：探究功与速度变化 的关系
一、探究目的
探究合力做功与速度变化的关系，初速 度为零，实验转化为探究合力做功与末速度 的关系。
引导： 1.用什么实验器材测量速度？怎么测？
2.测量功需要测什么物理量，用什么实验 器材测量，怎么测？
方案一：
打点计时器
小车
铁钉
纸带
橡皮筋
木板
通过每次增加一根橡皮筋的方法表示功的大小。
ＣWWWW NhomakorabeaO
v
O
v B
O
v C
O
v D
A
3、关于功与物体速度变化的关系，你的探究结 论是（ ）
Ｂ
A. C.
W v
B.
3
W v2
W v
W v
D.
4、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( 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
探究功与速度的关系导学案2
高一物理《7.6实验：探究功与速度变化的关系》导学案No.26编写人：靳大鹏审核人：高一物理组编写时间：2011-5-10【学习目标】1.知道探究活动须测定功与速度这两个物理量.2.领会教科书中所给的实验方案.3.知道实验方案中改变弹力做功大小与橡皮筋的条数成正比的方法.4.体会以一根橡皮筋所做的功为单位来简化问题的思想方法.5.知道实验方案中平衡摩擦力的方法.6.知道当小车做匀速运动时进行速度测量更合理.7.知道力对物体做功与物体速度变化的关系.【重点难点】1.、体会从寻找W-v的关系转向寻找W-v2关系所蕴含的思想和方法.2、根据所学知识设计实验方案，并对不同的实验方案作出评价和选择.【知识链接】1.本节探究的目的是研究外力对物体________与物体_________关系.2.本节实验并不需要测量橡皮筋做的功到底是多少焦耳，只是测出以后各次实验橡皮筋做的功是第一次实验时的，这样做可以大大简化操作.3.橡皮筋做功而使小车获得的速度可以由和___________来测量，当然也可采用其他方法.打出的纸带上的点分布有________特点.4.小车在运动过程中要受到摩擦阻力，类似于前面研究物体的加速度与力和质量的关系的实验，可以使木板_________来平衡小车受到的摩擦阻力.5.本实验用到的器材：平板、小车、、钉子、______、纸带.【问题探究】我们在选取橡皮筋时应该注意什么？我们怎样来选择纸带上的点来确定小车的速度？你能不能说出本实验中平衡摩擦力的原理？1.本探究实验中的重要方法及技巧（1）研究两个物理量的比例关系是探究两个量数量关系的重要方法，研究比例关系可以为实验测量提供很大的方便和可能.例如，一根橡皮条对小车做的功是很难确定的，如果改用两根橡皮条在完全相同的情况下做的功的具体数值仍是很难确定的.但是，若以一根橡皮条对小车做的功为功的单位W，两根橡皮条做的功无疑是2W，这是何等巧妙！（2）将问题转化为简化实验过程：探究的任务是外力对物体做的总功与速度变化的关系.本实验总是让小车从静止开始运动，使测定两个速度（初速度和末速度）的问题转化为测定一个末态速度的问题，非常有利于操作和数据处理发现规律（也有不足之处）.（3）设法减小实验误差：实验误差的大小直接关系着探究工作是否成功，是否能正确地建立变量之间的关系，揭示事物的本质.本实验注重了两个方面：①平衡小车在木板上运动的摩擦力保证小车脱离橡皮条后做匀速运动；②在纸带上选取点迹清楚、间距均匀的部分计算小车的速度.（4）利用物理图象，适当地进行坐标交换，探索物理量之间的关系.2.橡皮筋的选取本实验采用橡皮筋对小车做功，用一条橡皮筋时做功为W，用两条橡皮筋时做功为2W，依次类推，这样我们可以用W的倍数来表示功，这种方法巧妙地避开了计算变力弹力所做的功.尽管在实验中，我们尽量使各橡皮筋的原长和伸长量相同，以保证各橡皮筋对小车所做的功相同，但是，若准备的橡皮筋规格不相同，同样会给实验带来很大的误差，所以选择橡皮筋时应注意几点：（1）所选用的橡皮筋劲度系数不宜过大，以免条数较多时弹力过大，打出的纸带点数过少，不宜求小车的速度.（2）橡皮筋的材料要相同.（3）橡皮筋的粗细要均匀.3.平衡摩擦力为了克服摩擦力，可以把木板一端垫高，使小车重力沿板斜向下的分力与摩擦力平衡.检查是否平衡时，可以把小车放到木板上，轻推一下小车，观察小车是否做匀速运动.4.利用纸带求小车的速度打点计时器打出的纸带上的点的分布并不均匀，点之间的距离呈现开始较小，而后逐渐增大，最后基本相同的特点.我们求速度时，应选用分布均匀的那些点进行计算，说明这时小车已经匀速运动了.【典型例题】应用点一：通过打点计时器测速度例1：如图7-6-1为探究功与物体速度变化关系过程得出的一条纸带.（1）应选哪些点距进行测量？（2）怎样根据测得数据确定小车的速度？解析：（1）C、D间距最大，最大速度点一定在C、D之间；（2）在可测量的点中，C点的速度最接近最大速度，可测量的最短时间就是t CD.答案：（1）选用CD段，（2）v=L CD/t CD思维总结：（1）橡皮筋做功过程结束时对应小车速度最大的状态.（2）小车速度最大的点附近打点间距最大.（3）某点附近很短时间内的平均速度近似等于该点的瞬时速度.（4）在打点纸带上，被测量的时间间隔是一个打点间隔.应用点二：探究思路的迁移例2:某同学在探究功与物体速度变化的关系实验中，设计了如图所示的实验.将纸带固定在重物上，让纸带穿过电火花计时器或打点计时器.先用手提着纸带，使重物静止在靠近计时器的地方.然后接通电源，松开纸带，让重物自由下落，计时器就在纸带上打下一系列小点.得到的纸带如图7-6-3所示，O点为计时器打下的第1个点，该同学对数据进行了下列处理：取OA=AB=BC，并根据纸带算出了A、B、C三点的速度分别为v A=0.12 m/s，v B=0.17 m/s，v C=0.21 m/s.根据以上数据你能否大致判断W∝v2？解析：设由O到A的过程中，重力对重物所做的功为W，那么由O到B的过程中，重力对第 1 页共2 页。
7.6实验：探究功与速度变化的关系
四、数据处理，寻找W与v的关系 问题：如何找到功与速度的关系？ 方法一：计算法 比较麻烦 方法二：图像法
简便直观，可以减少偶然 误差
五、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。 拓展：如果小车的初速度不为零，功与速度之 间应该有什么样的关系？
再 见
7.6、实验：探究功与 速度变化的关系
冠县一中
刘冠坡
一、实验方案的设计步骤
（1）明确实验目的。 （2）设置适当的物理情景。
（3）选择实验器材。 （4）拟定试验方法
二、请你思考
• （1）实验需要测量那些物理量？ （2）可以用什么方法测量物体的速度? （3）如何对物体作功？怎样表示每次 做的功？ (4) 探究过程中，我们是否需要测出橡皮 筋做功的具体数值？
(5) 每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什 么要求？
三 实 验 过 程
1、 调导轨水平，滑块在导轨任意位置上基本不动，
或稍微滑动但不总向一个方向滑动即可。测出挡光 片的宽度。 2、先将一根橡皮筋一端挂在在滑块上端的螺丝上， 另一端挂在气垫导轨一端的螺丝上。拉长橡皮筋记 下滑块位置。接通数字计时器电源，按下选择 显示1， 释放小车。记录挡光时间。
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。
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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。
2013高三物理一轮复习课件：第五章 实验：探究功与速度变化的关系
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(4)实验结论：从图像可知功与物体速度变化的关系 W∝v2.
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考点诊断
1.关于探究功与物体速度变化的关系的实验中， 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用下弹出
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二、实验误差分析 1．误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一，使 橡皮筋的拉力与橡皮筋的条数不成正比． 2．平衡摩擦力不彻底或平衡过度也会造成误差． 3．利用打上点的纸带计算小车的速度时， 测量不准 带来误差.
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热点题型探究
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题型归纳
题型 实验综合能力考查 【例 1】 为了探究对物体做功与物体速度变化的关系， 现提供如图所示的器材，让小车在橡皮筋的作用下弹出后， 沿木板滑行，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)
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[解析]
(1)将木板固定有计时器的一端垫起适当的
高度，使小车缓慢匀速下滑． x (4)由匀速运动的速度公式 v＝ ，即可求出小车的速 t 度，其中 x 从图上读出分别为 2.00 cm,2.83 cm,3.46 cm， 1 4.00 cm.t＝T＝ ＝0.02 s. f
物理必修Ⅱ人教新课标7-6实验：探究功与速度变化的关系课件
一个人骑自行车在平直的路面上运动， 当人停止蹬车后，车继续向前运动(如下图所 示)，运动过程中受到的阻力可以认为是大小 不变的．试根据人骑自行车这一运动过程，研 究外力对物体做的功和物体运动速度的关 系．要求写出探究思路、所需器材、测量数据， 探究结果．
解析：(1)使自行车获得某一速度后，停止蹬车， (2)设自行车无动力后受到的阻力是 Fμ，则这一过程阻力 让自行车沿着平直路面前进．用秒表测出自行 所做的功 Wμ＝Fμs，自行车的初速度 v0＝2 v ＝2s/t. 车从停止蹬车到停止运动所用的时间t，用皮尺 测出自行车停止蹬车后运动的距离s. (3)重复实验步骤(1)可以得到多组 t 和 s 的值．
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________…… 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．
(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．
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……
第七章 6《实验 探究功与速度变化的关系》同步课件
解析：由实验数据得出 W 与 v2 成正比，所以根据数学知识
可知 W－v 图象是抛物线，且开口向上，故选 B.
C．在实验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一致，当用 1 条、 2 条、3 条„„同样的橡皮筋进行实验时，橡皮筋对小车做的功 就分别是 W、2W、3W„„ D．利用弹簧测力计测量对小车的拉力 F 和小车在拉力作 用下移动的距离 s，便可以求出每次实验中力对小车做的功，可 控制为 W、2W、3W„„ 解析：橡皮筋对小车的作用力是个变力，其力的变化不好 控制，且其做的功无法直接用公式进行计算，故 A、B 选项可 行性均不高；C 选项操作方便，且不用计算橡皮筋具体做的功； D 选项的操作不可取． 答案：C
v 和 v2 的数据已填在下面的表格中.
W/J v/(m·s－1) v2/(m·s－1)2 0.00 0.00 0.00 1.00 0.80 0.92 2.00 1.10 1.21 3.00 1.28 1.92 4.00 1.59 2.34 5.00 1.76 3.10 6.00 1.92 3.87
图 7－6－2
(2)实验数据记录(自己设计一个记录数据的表格)．
(3)实验数据处理及分析：在坐标纸上画出 W－v 和 W－v2
图线(第 1 次橡皮筋做的功 W 为纵轴的单位长度)． 【实验结论】 功与物体速度变化的关系为 W∝v2.
【例1】在做“探究功与速度变化的关系”的实验时，小 车的质量为 m，使用橡皮筋 6 根，每次增加一根，实验中 W、
小车相应获得的速度 v2 、v3 „„
【数据处理】 (1)测量小车的速度：实验获得如图 7－6－2 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．所以应在纸带
实验报告探究功与速度变化的关系
实验报告探究功与速度变化的关系WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】第6节实验：探究功与速度变化的关系一、实验目的1．通过实验探究力对物体做的功与物体速度变化的关系．2．体会探究的过程和所用的方法二、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)为简化实验，可将物体初速度设置为零，利用如图7－6－2所示的装置进行实验，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．三、实验器材木板、小车、橡皮筋、打点计时器(电火花打点计时器)、电源、纸带等．四、实验步骤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…….W v/m·s－1v2/m2·s－21234565．分析数据，研究W与v的关系五、数据的处理用图象法处理实验数据我们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……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，要比计算法更简捷更直观．六、实验中需注意的事项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、误差分析八、实验结论无论是通过计算法还是作图法都可以得出力对物体做的功与物体速度的正比的结论，即W∝ .。