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1、7、6实验：探究功与速度变化的关系【学习目标】1、会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度;2、会利用物理图像探究功与物体速度变化的关系；3、通过用纸带与打点计时器来探究功与速度的关系。【知识链接】1、怎样通过纸带求小车的瞬时速度？2、如何平衡摩擦力？【学习过程】一、实验方案图1由重力提供牵引力图2由橡皮筋提供牵引力问题1、在图1的方案中，假设小车质量M,重物质量m,小车的摩擦力已经平衡。尝试利用牛顿第二定律 求解绳子的拉力F与重物的重力mg的关系，并说明什么情况下可以近似用mg代表F。问题2、在图1和图2两种方案中，如何求解和记录牵引力对小车做的功？ 二、实验原理（以教科书“参考案例二为案
2、例）右图所示，分别将1、2、3根相同的橡皮筋并接后与小车相连，每次 使小车在橡皮筋拉紧时从同一初位置弹出。利用打点计时器打出的纸带计 算各次橡皮筋恢复原长时小车的最大速度。因各次橡皮筋的长度变化相分析做功与小车速度变化的同，所以各次橡皮筋做的功可记为：W、2M 3W。绘制出W-v、图象,关系，得出实验结论。三、实验器材长木板、小车、橡皮筋、打点计时器、垫块、图钉、刻度尺、纸带、交流电源、导线。四、实验步骤1、安装如上图所示的实验装置。将长木板一端垫起，调整倾角使小车在木板上做匀速直线运动（纸带上的 点迹间隔大致相同）。（平衡摩擦力）2、先用一根橡皮筋两端用图钉固定在木板上并与小车连接。将小车拉
3、至靠近打点计时器的一端，并标记这一位置。3、翻开电源，由静止释放小车，小车被拉紧的橡皮筋弹出，打出纸带。在纸带上记录本次实验所用橡皮筋根数1。4、分别用2、3根相同的橡皮筋并接，再将小车拉回原来的位置，重复步骤（3） o5、由纸带算出小车每次获得的速度，把各次实验获得的速度依次记入设计的表格里。【例题】1、关于“探究功与物体速度变化的关系”的实验中，以下表达正确的选项是（）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五、实验过程本卷须知1、平衡摩擦力：将木板一端垫
4、高，使重力沿斜面方向的分力与摩擦力平衡，轻推小车，由打点计时器打在 纸带上点的均匀程度判断小车是否匀速运动。2、测小车速度时，纸带上的点应选均匀局部的，也就是选小车做匀速运动时的速度。3、橡皮筋应选同一规格的，以保证力对小车做的功为一条橡皮筋做的整数倍，不必算出功的具体值。4、实验中应注意保证小车每次从同一初始位置弹出，这样才能确定橡皮筋每次做功的倍数关系。【例题】2、实验中，小车会受到阻力，可以使木板倾斜作为补偿.那么操作正确的选项是（）A.使拖着纸带的小车由静止释放，小车不下滑即可B.使拖着纸带的小车由静止释放，小车能下滑即可C.沿木板向下推拖着纸带的小车，放手后打点计时器在纸带上打下的点
5、距均匀即可D.以上说法都不对【针对训练】1、在“探究功与物体速度变化的关系实验中，某同学在一次实验中得到了如以下图的纸带，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 （）A.电源的频率不稳定B.木板倾斜程度太大_c.没有使木板倾斜或倾斜角太小；二一一D.小车受到的阻力没有平衡掉2 六、数据处理1、计算法。根据测出的速度分别按W8V, 1gcv2, w-v3, Woe V?,算出相应的功的值，并与实际的功进行比拟，找出功W.与速度v的关系。2、图像法。根据测得的数据，大致判断两个量可能是什么关系，分别作出W-图象，W-V?图象，图象，图象，如果哪一种图象更接近于过原点的倾斜直线，功与
6、速度之间就是哪一种正比关系。【例题】3、某同学利用教材图7. 6-2探究力对物体做的功与物体速度的关系，得到了下表的数据（注:每条橡皮筋拉长的长度都一样）：实验次数12345橡皮筋条数13457小车速度v / (m s-1)0. 711.231.421.581.71（1）由表可得出定性结论：。卬（2）设一条橡皮筋拉长到固定长度所做功为Wo,大致画出橡皮筋所做的功W与小车速度v的图象。（画在右图坐标系中）（3）由图象大致可判断出W与v关系是：。(4)填写下表的空白局部:实验次数12345橡皮筋做功Wov2 / (m , s-2)W与v的关系七、误差分析1、由于忘记平衡摩擦力或没有完全平衡摩擦力对
7、实验的影响。2、橡皮筋长度、粗细不一，使得拉力及拉力的功与条数不成正比带来的误差。3、纸带上所打点的间距测量也会带来误差。4、作图描点带来的误差。【跟踪训练】筋1、如以下图，在“探究功与物体速度变化的关系的实验中，以下说法正确 露的选项是()计曲A.为减小实验误差，长木板应水平放置B.通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加C.小车在橡皮筋拉力作用下做匀加速直线运动，当橡皮筋恢复原长后小车做匀速运动D.应选择纸带上点距均匀的一段计算小车的速度2、如以下图，是某研究性学习小组做探究“功和物体速度变化的关系”的实验，图中是小车在一条橡皮筋 作用下弹出，沿木板滑行的情形，这时，橡皮筋
8、对小车做的功记为Wo当我们用2条、3条完全相同 的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次实验时，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放。小车每次实验中 获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。版套设画垂J(1)除了图中的已给出的实验器材外，还需要的器材有:(填秒表、天平”或“刻度 尺)(2)实验时为了使小车只在橡，皮筋作用下运动，应采取的措施是；(3)每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的末速度，.应选用上图所示纸带的 局部进行测量；(4)下面是本实验的数据记录表，请将第2次、第3次实验中橡皮筋做的功填写在对应的位置；(5)从理论上讲，橡皮筋做的功Wn和物体速度vn变化的关系应是：Wn-。请你运用数据表中测 定的数据在以卜.列图所示的坐标系中作出相应的图象验证理论的正确性；以下各物理量单位均是国际根本 单位。橡皮筋 做的功10个间 隔的距 离x/m10 个间 隔的时 间t/s小车获 得的速 度v小车速 度的平 方 V,21W0. 2000.220. 2800.230. 3000.240.4000.250. 4500.2