【物理】2020届一轮复习人教版第五章实验七探究做功与物体速度变化的关系学案 3页

第五章Error!机械能守恒定律 实验七 探究做功与物体速度变化的关系 [实验基础] [实验目的] 1．探究做功与物体速度变化的关系。 2．通过实验学习科学探究的方法。 [实验原理] 1．改变功的大小：采用如图所示的实验装置，用 1 条，2 条，3 条，…规格同样的橡 皮筋将小车拉到同一位置由静止释放，橡皮筋拉力对小车所做的功依次为 W,2W,3W，… 2．确定速度的大小：小车获得的速度 v 可以由纸带和打点计时器测出，也可以用其他 方法测出。 3．寻找功与速度变化的关系：以橡皮筋拉力所做的功 W 为纵坐标，小车获得的速度 v 为横坐标，作出 W­v 或 W­v2 图像。分析图像，得出橡皮筋拉力对小车所做的功与小车获得 的速度的定量关系。 [实验器材] 橡皮筋、小车、木板、打点计时器、纸带、刻度尺、铁钉等。 [实验步骤] 1．垫高木板的一端，平衡摩擦力。 2．拉伸的橡皮筋对小车做功： (1)用一条橡皮筋拉小车——做功 W。 (2)用两条橡皮筋拉小车——做功 2W。 (3)用三条橡皮筋拉小车——做功 3W。 3．测出每次做功后小车获得的速度。 4．分别用各次实验测得的 v 和 W 绘制 W ­v 或 W ­v2、W ­v3、……图像，直到明确得 出 W 和 v 的关系。 [数据处理] 1．不直接计算 W 和 v 的数值，而只是看第 2 次、第 3 次……实验中的 W 和 v 是第 1 次的多少倍，简化数据的测量和处理。 2．做 W ­v 图像，或 W ­v2、W ­v3 图像，直到作出的图像是一条倾斜的直线。 [误差分析] 1．实验没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够。 2．纸带没有取最大速度段来计算等。 [注意事项] 1．将木板一端垫高，使小车的重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡。方法是轻推小 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，找到长木板的一 个合适的倾角。 2．测小车速度时，应选纸带上的点均匀的部分，也就是选小车做匀速运动的部分。 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 算出具体数值。 4．小车质量应大一些，使纸带上打的点多一些。 [演练考法] 在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中(装置如图所示)： (1)下列说法哪一项是正确的________。(填字母) A．平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上 B．为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量 C．实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放 (2)下图是实验中获得的一条纸带的一部分，选取 O、A、B、C 计数点，已知打点计时 器使用的交流电频率为 50 Hz，则打 B 点时小车的瞬时速度大小为__________m/s(保留三位 有效数字)。 解析：(1)平衡摩擦力时不应挂钩码，故 A 错误；为减小系统误差，应使钩码的质量远 小于小车的质量，B 错误；实验时，小车应靠近打点计时器由静止释放，C 正确。 (2)vB＝xAC 2T＝ (18.59－5.53) × 10－2 0.2 m/s＝0.653 m/s。 答案：(1)C　(2)0.653