山西省应县一中人教版高一物理必修二学案：第七章第六节 探究功与速度变化的关系

1、.班级 姓名 日期 第七章 机械能守恒定律第六节 探究功与速度变化的关系编制 审核 编号 057 一、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二、实验原理让橡皮筋拉动小车做功使小车的速度增加，使拉小车的橡皮筋的条数由1条变为2条、3条那么橡皮筋对小车做的功为W、2W、3W、通过对打点计时器所打纸带的测量计算出每次实验完毕时小车的速度，最后分析每次做的功与速度的关系，总结出功与速度的关系三、实验器材木板、橡皮筋假设干、小车、打点计时器、低压交流电源、纸带、刻度尺等四、实验步骤1按如下图安装好实验仪器2平衡摩擦力：将安装有打点计时器的长木板的一端垫起，纸带穿

2、过打点计时器，不挂橡皮筋，接通电源，轻推小车，打点计时器在纸带上打出间隔均匀的点3第一次先用一条橡皮筋做实验，用打点计时器和纸带测出小车获得的速度v1，设此时橡皮筋弹力对小车做功为W，并将得到的数据记入表格4换用2条、3条、4条同样的橡皮筋做实验，并使橡皮筋拉伸的长度都和第一次一样，测出速度为v2、v3、v4、橡皮筋对小车做功分别为2W、3W、4W、将数据记入表格5分析数据，尝试做Wv、Wv2等图象，探究W、v的关系五、数据处理1速度数值的获得：实验获得的是如下图的纸带，为探究橡皮筋弹力做功与小车速度的关系，需要测量的是弹力做功完毕时小车的速度，即小车做匀速运动的速度所以，应该在纸带上测量的物

3、理量是图中A1、A3间的间隔 x，小车此时速度的表达式为v，其中T是打点计时器的打点周期即选择相邻间隔 根本一样的假设干点A1、A2、A3、······来计算小车匀速运动时的速度2计算小车做的功分别为W、2W、3W、时对应的v、v2、v3、的数值，填入表格.WvnW2W3W4W5Wvv2v33.逐一与W的一组数值对照，判断W与v、v2、v3、的可能关系或尝试着分别画出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六、误差分析产生原因减小方法偶尔误差橡皮筋长短、粗细不一纸带上“点间间隔

4、测量不准描点不准确选用规格一样的橡皮筋测量、描点尽量准确系统误差忘记平衡摩擦力或没有完全平衡摩擦力实验前准确地平衡摩擦力七、本卷须知1平衡摩擦力的方法：将木板一端垫高，轻推小车，由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否做匀速运动，找到木板的一个适宜的倾角2测小车速度时，纸带上的点应选均匀部分的，也就是选小车做匀速运动的3橡皮筋应选规格一样的，力对小车做的功以一条橡皮筋做的功为单位即可，不必计算出详细数值4每次释放小车时，都要让它从同一位置由静止开场运动5小车质量应大一些，使纸带上打的点多一些6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实验探究一实验原理及本卷须知用如图7

5、­6­3所示的装置，探究功与物体速度变化的关系实验时，先适当垫高木板，然后由静止释放小车，小车在橡皮筋弹力的作用下被弹出，沿木板滑行小车滑行过程中带动通过打点计时器的纸带，记录其运动情况观察发现纸带前面部分点迹疏密不匀，后面部分点迹比较均匀，答复以下问题：图7­6­3 1适当垫高木板是为了_2通过纸带求小车速度时，应使用纸带的_选填“全部“前面部分或“后面部分3假设实验做了n次，所用橡皮筋分别为1根、2根n根，通过纸带求出小车的速度分别为v1、v2vn，用W表示橡皮筋对小车所做的功，作出的W­v2图线是一条过坐标原点的直线，这说明W与v的关系是

6、_.【答案】1平衡摩擦力2后面部分3W与速度v的平方成正比实验探究二图象法处理实验数据在“探究功与速度变化的关系实验中得到甲、乙两组数据说明：小车质量为300 g，小车受力的位移为19 cm，使用的橡皮筋由1根增至6根，每次增加1根：试根据以下数据分别在图7­6­4和图7­6­5中画出W­v图、W­v2图数据甲v/m·s10.000.801.101.281.531.761.89W/J0W02W03W04W05W06W0数据乙v2/m2·s20.000.641.211.642.343.103.57W/J0W02W03

7、W04W05W06W0图7­6­4图7­6­5由此可得出结论：_.【解析】分析数据描点可作图如图甲、乙所示：甲乙由此可得出结论：外力做的功与速度的平方成正比【答案】见解析实验探究三实验创新设计某同学在“探究功与速度变化的关系实验中，设计了如图7­6­6甲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乙所示O点为计时器打下的第1个点该同学对数据进展了以下处理：取OAABBC，并根据纸带算出了A、B、C三点的速度分别为vA0.12 m/s，vB0.17 m/s，vC0.21 m/s.图7­6­6根据以上数据你能否大致判断Wv2?【解析】设由O到A的过程中，重力对重物所做的功为W0，那么由O到B的过程中，重力对重物所做的功为2W0，由O到C的过程中，重力对重物所做的功为3W0，由计算可知v1.44