2018-2019学年人教版必修二 第七章 6 实验:探究功与速度变化的关系 学案
2018-2019学年人教版必修二         第七章 6 实验:探究功与速度变化的关系    学案第2页

(3)确定此纸带所挂的钩码的重力G,利用Wn=Gxn,分别求出小车的位移为x1、x2、x3...时牵引力所做的功W1、W2、W3....

(4)先对测量数据进行估算,或作W-v草图,大致判断两个量可能的关系,如果认为是W∝v2(或其他),然后以W为纵坐标,v2(或其他)为横坐标作图,从而判定结论.

4.注意事项

(1)平衡摩擦力时,不挂钩码,轻推小车后,小车能拖着纸带做匀速直线运动.

(2)为保证钩码的重力近似等于小车受到的牵引力,应使钩码的质量远小于小车的质量.

(3)计算牵引力做功时,可以不必算出具体数值,只用位移的数值与符号G的乘积表示即可.

二、方案二 借助橡皮筋做功探究功与速度变化的关系

1.原理

使小车在橡皮筋的作用下弹出,如图2所示.

图2

改变橡皮筋的条数(若有n条同一规格的橡皮筋),橡皮筋对小车做的功分别是一条橡皮筋做功时的n倍,测出小车被弹出后的速度,能够找到橡皮筋对小车做的功与小车速度的关系.

2.实验步骤

(1)按如图2所示安装实验仪器.

(2)平衡摩擦力.

(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的功为W,并将测得的数据记入表格.

(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相同,测出v2、v3、v4...,橡皮筋对小车做功分别为2W、3W、4W...,将数据记入表格.

3.数据处理

(1)速度数值的获得:实验获得的是如图3所示的纸带,为探究橡皮筋弹力做功与小车速度变化的关系,需要测量的是弹力做功结束后小车的速度,即小车做匀速运动的速度.所以,应该在纸带上测量的物理量是图中间隔均匀的点A1、A3间的距离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.

图3