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第五章
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W-v或W-v2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＝＝ m/s＝0.653 m/s。
答案：(1)C (2)0.653
