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实验五探究做功与速度变化的关系

要点归纳

【实验目的】

探究力对物体做的功与物体速度的关系.

【实验原理】

采用如图1所示装置,让小车在橡皮筋作用下弹出,

使小车获得速度后沿木板匀速滑行.当用一条橡皮

筋弹出时对小车做的功记为W,那么用两条、三条

……

完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……

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实验,每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放时,实验中

…….橡皮筋每次实验做的功使小车获得的速度根据

打点计时器打出的纸带得到.当得出假设干组功和速度

的数据后,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,以第1次实验时的功

W为单位,用描点法分别作出W—v、W—v2、W—

曲线,分析曲线,得出橡皮筋对小车做的功与小车获得速

度的定量关系.

图1

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【实验器材】

木板、小车、橡皮筋、打点计时器及交流电源、

纸带、刻度尺等.

【实验步骤】

1.安装实验装置:如图1所示.

2.平衡摩擦力:在长木板的有打点计时器的一端下

面垫一块木板,反复移动木板的位置,直至小车

上不挂橡皮筋时,纸带打出的点间距均匀,即小

车能匀速运动为止.

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3.把小车的另一端与一条橡皮筋的中点连接,向后

拖动纸带,并记下此时小车的位置.然后接通电

源,放开小车,将得到的纸带标号为1.

4.换上新纸带,橡皮筋分别采用两条、三条、四条

……,重复步骤3,将纸带标号2、3、4……

【处理数据、探索结论】

1.以橡皮筋对小车做的功为纵坐标(以第1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.如果W—v曲线是一条直线,说明

W∝v;如果不是直线,可考虑是否存在以下关系:

W∝v2、W∝v3、W∝……

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2.根据各种草图,大致判断两个量可能是什么关

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系.如果认为很可能是W∝v,就作出W—v曲线,

如果这条曲线是一条直线,就可以证明你的判断

是正确的.

【误差分析】

1.每个橡皮筋的劲度系数不同和每次拉伸的长度

不完全一致,造成橡皮筋对小车做的功不是整数

倍关系引起误差.

2.不完全平衡摩擦力或平衡摩擦力过大,造成实验

中除橡皮筋的拉力做功外,还有其他力做功,并

由此造成最末阶段纸带上点的间隔不均匀而引

起测量速度的误差.

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【本卷须知】

1.每次实验中小车要拖动到同一位置.

2.长木板要倾斜,使小车能在长木板上匀速运动.

3.实验中不用测小车的质量.

4.实验中测定的速度应是橡皮筋恢复形变以后小

车的速度,所以应选用那些间距较大,且相对均

匀的点来测量和计算.

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典例剖析

某探究学习小组的同学欲验证“动

能定理〞,

他们在实验室组装了一套如图2所示的

装置,另外他

们还找到了打点计时器所用的学生电

源、导线、复

写纸、纸带、小木块、细沙,当滑块连

接上纸带,用

细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放

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图2

(1)你认为还需要的实验器材有.

(2)实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的

总