v＝.2．计算小车做的功分别为W、2W、3W…时对应的
、v2v、填3、…的数值，v入表格．W2W3W4W5W
v1/10
6．实验：探究功与速度变化的关系[学习目标]　1.[科学探究]通过实验探究力对物体做的功与物体速度变化的关系．　2.[科学方法]学习利用图象法探究功与速度变化的关系．]一、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…则橡皮筋对小车做的功为W、2 W、3 W、…通过对打点计时器所打纸带的测量计算出每次实验结束时小车的速度，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．二、实验器材木板、橡皮筋(若干)、小车、打点计时器、低压交流电源、纸带、刻度尺等．三、实验步骤1．按如图所示安装好实验仪器．2．平衡摩擦力：将安装有打点计时器的长木板的一端垫起，纸带穿过打点计时器并接在小车后面，不挂橡皮筋，接通电源，轻推小车，直至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记录小车的运动情况．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相同，用打点计时器和纸带记录小车的运动情况．四、数据处理1．求小车的最终速度：如图所示，测出纸带上点迹均匀的两点如A1、A3间的距离x，则小车的速度为


v2
v33．逐一与W的一组数值对照，判断W与
v、v2、可3、…的v能关系或尝试着分别画出W与
v、W与v2、W与13、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．五、误差分析v．误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋拉力做的功与橡皮筋的条数不成正比．2．误差的另一主要来源是摩擦力平衡得不合适．3．利用纸带确定物体的速度时，点间距测量不准也会带来误差．4．作图描点不准带来误差．六、注意事项1．平衡摩擦力的方法：将木板一端垫高，轻推小车让其拖动纸带运动，根据打点计时器打在纸带上的点迹是否均匀来判断是否平衡了摩擦力．2．测小车速度时，纸带上的点迹应选均匀部分，也就是选小车做匀速运动时打的点迹．3．每次释放小车时，都要确保让它从同一位置由静止开始运动．4．所选橡皮筋的规格应一样，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．【例1】　用如图所示的装置，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均，后面部分点迹比较均匀，回答下列问题：(1)除
图中了已给材出的实器验外，还需器的要材有________(选填“秒表”“天
平”或“刻度尺”)．2/10


部”“前面部分”或“后面部分”)．(4)若实验做了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、v2…表n，用Wv示橡皮筋对小车所做的功，作出的W
v2图象是一条过坐与原点的直线，标说明W这v的关系是________．[解
析]　(1)实验需测要出纸带上计数点间的距，离需要用到将度尺．(2)刻木板一端适当垫高，在
没情橡皮筋的有况下使小车恰好做匀速运动，以使小车的
重力沿斜力面力和摩擦分抵消，那么橡车的合力就是小皮筋的拉力．(3)橡皮筋拉力对小车所做的功
全部完出后，打成来的点才能反映速车的小度，所以应使用纸带的后面部分．(4)W
v2图线是一条过坐原标点的直线，根据数学知识度确定W与速可v的平方成正比，即W＝k
v2.[答
案]　(1)刻度尺　(2)平衡摩擦力　(3)后面部分　(4)W＝k2【例v2】　用如图所示的装置做“探究功与速度变化的关系”的实验时：(1)下列
说是法正确的________(填．母代号)．A字为了平衡摩擦力，实验中可以将长木板的
左拉适当垫高，使小车端着穿过打点计时器的纸带
自由下滑时能保持的速运动B．每次实验中橡皮筋匀规格要相同，拉伸的长度要一样C．可以通过
改变橡皮筋的条数来改做拉力变功的数值D．可以通过
改变小车的质量来改数拉力做功的变值E．实验中要先释放小车
再点通打点计时器的电源F．通过打接计时器打下的纸带来测定小车加速过程中
获得的最大时度G．通过打点计速器打下的纸带来测定小车加速过程中
获若的平均速度(2)得在实验中，我们
用1条、2条、3条…同样的橡皮筋进行1次、2次、3次…实验．实验中，如
果长皮筋拉伸的橡度都相等，那么功次橡皮筋对小车做的每可记作W、2W、3W…对每次打出的纸带
进次处理，求出小车每行最后匀速运动时的速度
v，记录数据见下表：3/10
(2)适当垫高木板是为了_______________________________．(3)通过纸带求小车速度时，应使用纸带的________(选填“全


v/(m·s－1)01.001.411.732.002.242.45据以上数据，在
坐标纸中作出W2图象．(3)v根据(2)题中的图象可以得出的结
论是________．[解
析]　(1)小车在水平面上运动时，由于到受摩擦阻力导致度车速小在变化．所以适当
倾斜，平衡摩擦力以小车所能获得能动完全来源于皮橡筋做的功，
故A正确；筋验中每根橡皮筋做功均实一样的，所以所用橡皮是必须相同，
且，伸的长度也相长同故B正确；每次实验时橡皮筋伸长的长度都要一
致做则一根，功记为W，两根则为2W，确C正故；实验中是通过改变橡来筋的条数皮
改，变拉力做的数值功故D错误；只点使用打要计时器的实验，都是先接通电源后释放纸带，
故E错误；由于下车在橡皮筋的作用小运动，橡皮筋对小车做的功与小车能
获得的最大速度有关，故F正确，G错．误(2)根据描点法可得，如图所示(3)由W
v2图线可知图，象为过原点的直线，和此W因v2成正比关系．[答
解]　(1)ABCF　(2)见案析　(3)外力做功与物体速度平方成正比【例3】　
某如习小组利用学图所示的装置验证气能定理，动垫导轨对滑
块的阻力可忽略计不：4/10
功W0W2W3W4W5W6W


气垫导轨调至水好，安装平实验器材，从图中读两出光电门中x之间的距离心＝________cm.(2)若滑
、挡光块力条和拉传感器的总质光为量，挡M条的宽d为度，挡光
条通过光电滑门1和2所用的时间分别为Δt1和Δt2，块在两光电门能动间表的变化量的
达式为______________.(3)对
于该，验装置实你认为以下操要和作求一定要完________.的是：成A．需
要满足砝码盘和砝码的总质量远小于滑、挡光块力条和拉传感器的总
质量B．通过滑
轮拉滑块的细绳在运动过程中必须保持行木板平与C．用
天平测出砝码盘和砝码的质量mD．气
垫导轨左平应垫高以端衡摩擦力[解
析]　(1)光电门1处刻度尺读，为：20.30 c数m光电门2处刻度尺读数为：，70.30 cm
故两光电门中心之m的距离s＝70.30 c间－20.30 cm＝50.00cm；(2)由
光于电门的宽很度d小，所以我们用短很时间内的平均速度代替瞬时速度．滑
块通过光电1门的速度为：滑1v＝，块通过光电2门的速度为：
M2＝，则动能的变化量为ΔEk＝vv－M＝Mv－M.(3)A、
该实验中由于已经用传感器测出绳子拉力大小，不是将砝码和砝码盘
的重，力为小车的拉作力故不需要满足码砝和砝码盘的总质量远小于小车的
质A量，则错误、；B调节滑轮细线与气垫导轨平行，保证拉力水平，确B正则
C、由；于力有拉传感器直接显示绳子车拉力即为小的的合力，则不
需要测量砝码盘和砝码的质量，C项错误D、；气垫气导轨喷可以使小车悬浮
在导轨上，不受摩擦力，故不需项平衡摩要力，D擦错误．故选B.[答
案]　(1)50.00　(2)M－M　(3)B1．
某图学用如同所示装置做“探究和物体动能变化的关系”的实验时，先使小车不
连橡皮筋，接小车在木板上恰下匀速能滑．则在橡皮筋弹力作用下，合
外小对小车力做的功________(选填“大于”“所于”或“等”于)橡皮筋所做的功
；条第一、三次分别用一条、三若相同的橡皮筋并在一起做实验，且
合次橡皮筋的________相同，则第三次实验中两外是对小车所做的功力第一次实验的________倍
．5/10
(1)将


车]　小析受重力，支持力，摩擦力和橡皮筋的拉力，正确平衡好摩擦力后
进行实验，合外力的功就等于功皮筋拉力橡做的所；因皮是相同橡为筋做实验，
且伸次橡皮筋的两长量相同，故橡条时三皮筋做的功应是一条时的3倍
．[答
案]　等于长伸　量　32．在用如图所示的装置做“探究功与速度变化的关系”的实验时，(1)为了平衡摩擦力，实验中可以将长木板的________(选填“左
端”或“右
端”)适当垫高，使小车拉着穿过打点计时器的纸带自保由滑时能下持________运动．(2)为了使橡皮筋对小车做的功成
整数倍皮加，每次实验中橡增筋的规格要相同，拉伸
到________．(3)如图所示，在正确
操不情况下，打在纸带上的点并作都是均匀的，为了测量小车
获分的速度，应选用纸带的得________部进行测量．[解
板]　(1)平衡摩擦力时应将木析固定有打点计时器的一侧使当垫高，适小车带动纸带做匀速直线运动．(2)实验时，每次应将不同数量的橡皮筋拉伸
到一位置．同(3)橡皮筋做
完应后，小车功做匀速运动，实验中应测小车做匀速运动的速度，在纸带上，要��