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高中物理 | 7.6探究功与速度变化的关系详解
橡皮筋对小车做功的测量方法
(1)是否需要测出橡皮筋对小车具体做功的数值?
橡皮筋的拉力是变力,无法直接进行测量计算,知道比例关系就可以。
(2)如何改变每次做功的大小?
每次增加橡皮筋的条数来改变功的大小
(3)每次试验对橡皮筋的长度有什么要求 ?
拉伸长度相同,保证每根橡皮筋做功相同
如果一条橡皮筋对小车的做功是W,则两条橡皮筋对小车的做功是2W,三条为3W,以此类推,每次做功都可以用W的倍数来表达,这种处理方法叫做倍增法。
实验方案的设计
实验器材
木板,小车,橡皮筋(若干),打点计时器,电源,纸带,钉子等。
思考
1. 小车在运动中,只有橡皮筋的拉力做功吗?
运动中有摩擦力做功,需要平衡摩擦力
2. 小车在平衡摩擦力之后做什么运动?
先加速运动,在匀速运动
3. 纸带上的点,间距并不都是均匀的,应该采用什么样的点来计算小车的速度,为什么?
取点迹清晰,间距较大且点距相等的一段,求出点距相等一段的平均速度,即为小车匀速运动的速度,即小车加速后获得的速度。
实验步骤
1. 按图装好实验器材,把木板稍微倾斜,平衡阻力。
2. 先用一条橡皮筋做实验,把橡皮筋拉长到一定的位置,理好纸带,接通电源,释放小车。
3. 换用纸带,改用2条,3条。。。同样的橡皮筋进行实验,保持每次实验中橡皮筋拉长的长度相同。
4. 由纸带算出小车获得的速度,把小车第一次获得的功计为W,第2次,第3次。。。计为2W,3W。。。
数据处理
橡皮筋条数
0
1
2
3
力对小车做功
0
W
2W
3W
小车速度V
v2
v3
从得到的数据可以看出:W越大,V越大
画W—v,W—v2,W—v3的图像
结论:功与速度的平方成正比
误差分析
实验中哪些因素会影响到实验的准确性?
1. 橡皮的长度,粗细不一,使橡皮筋对小车的拉力与橡皮筋的条数不成正比。
2。平衡摩擦力不当。
习题解析
习题演练
(1)AC  (2)B  D
解析
(1)要测量纸带上点间的距离,需要毫米刻度尺,电磁打点计时器,需要4~6 V交流电源,故选AC。
(2)符合要求的纸带上后面的点迹均匀,选B;平衡摩擦力过度,则橡皮筋回复原状后小车仍有加速度,相邻点间的距离越来越大,选D。
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