文档介绍：二、实验原理
探究功与物体动能变化的关系,可通过改变力
对物体做的功,测出力对物体做不同功时物体的速
度,为简化实验可将物体初速度设置为零,可用如
图5-4-1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来测量每次实验后小车的末速度v。
图5-4-1
学案4 实验(一):探究动能定理
一、实验目的
探究外力对物体做功与物体动能变化的关系。
三、实验器材
小车(前面带小钩)、100 g~200 g砝码、长木板,两侧适当的对称位置钉两个铁钉、打点计时器及纸带、学生电源及导线(使用电火花计时器不用学生电源)、5~6条等长的橡皮筋、刻度尺。
四、实验步骤
。同时平衡摩擦力。
,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W1,将这一组数据记入表格。
,实验中橡皮筋拉伸的长度与第一次相同,这样橡皮筋对小车做的功为W2,测出小车获得的速度v2,将数据记入表格。
、4条……橡皮筋做实验,用同样的方法测
出功和速度,记入表格。
,得出结论。
(1)测量小车的速度:实验获得如图5-4-2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,应在纸带上测量的物理量是(用字母表示):A1、A2间的距离x,小车速度的表达式是(用测量的物理量表示)v=x/T(T为打点计时器的时间间隔)。
(2)实验数据记录
(3)实验数据处理及分析:在坐标纸上(如图5-4-3)画出W-v或W-v2图线(“W”以一根橡皮筋做的功为单位)。
(4)实验结论:从图象可知功与物体速度变化的关系W∝v2。
图5-4-2
图5-4-3
橡皮筋条数
位移x/ m
时间t/s
速度v/(m·s-1)
速度平方v2/(m2·s-2)
五、注意事项

实验中的小车不可避免地要受到摩擦力的作用,摩擦力对小车做负功,我们研究的是橡皮筋做的功与物体速度的关系,应设法排除摩擦力的影响,可采用将木板一端垫高的方法来实现。将木板一端垫高,使重力沿斜面方向的分力与摩擦力相平衡,就能消除摩擦力的影响。判断是否已平衡掉摩擦力的方法是,轻推一下小车,观察小车不受其他力时能在木板上做匀速运动。
,3条……橡皮筋进行第2次、第3次……实验时,每次实验时橡皮筋伸长的长度都应保持一致。
,以橡皮筋对小车做的功W为纵坐标,小车获得的速度为横坐标,以第一次实验时的功W为单位,作出W-v图象,分析这条图线,可以得知橡皮筋对小车做的功W与小车获得的速度v的定量关系。
,应选间距均匀的那一段纸带来计算小车的速度,因为这一段是橡皮筋对小车做功完毕时的情形。
六、误差分析
误差是不可避免的,但我们可以尽量减小它。为减小本实验的实验误差,要注意以下几个方面的问题:
,小车、铁钉、打点计时器的位置应调整适当,以保证打在纸带上的点便于处理,求出小车运动的速度。
,可使木板略微倾斜,作为补偿,保证小车脱离橡皮筋后做匀速运动。
,当用多