1、實驗目的實驗目的1通過實驗，探究功與物體速度變化的關系通過實驗，探究功與物體速度變化的關系2了解探究功與物體速度變化關系的思路了解探究功與物體速度變化關系的思路3學習利用圖象處理數據學習利用圖象處理數據實驗原理實驗原理如圖所示，小車在橡皮筋的作用下彈出，沿木板滑如圖所示，小車在橡皮筋的作用下彈出，沿木板滑行，當我們用行，當我們用2條、條、3條條同樣的橡皮筋進行第同樣的橡皮筋進行第2次、第次、第3次次實驗時，每次實驗中橡皮筋拉伸的長度都保持一致，實驗時，每次實驗中橡皮筋拉伸的長度都保持一致，那么第那么第2次、第次、第3次次實驗中橡皮筋對小車做的功就是第實驗中橡皮筋對小車做的功就是第1次的次的2倍

2、、倍、3倍倍如果把第如果把第1次實驗時橡皮筋的功記為次實驗時橡皮筋的功記為W，以后各次的功就是以后各次的功就是2W、3W由于橡皮筋做功而使小車獲得的速度可以由打點計由于橡皮筋做功而使小車獲得的速度可以由打點計時器打出的紙帶測出，這樣進行若干次測量，就得到若干時器打出的紙帶測出，這樣進行若干次測量，就得到若干組功和速度的數據組功和速度的數據實驗器材實驗器材橡皮筋、打點計時器、小車、紙帶、復寫紙、電源、橡皮筋、打點計時器、小車、紙帶、復寫紙、電源、導線、刻度尺、木板、釘子導線、刻度尺、木板、釘子實驗步驟實驗步驟1按圖組裝好實驗儀器，由于小車在運動中會受到按圖組裝好實驗儀器，由于小車在運動中會受到阻

3、力，把木板略微傾斜，作為補償阻力，把木板略微傾斜，作為補償2先用一條橡皮筋進行實驗，把橡皮筋拉伸一定長先用一條橡皮筋進行實驗，把橡皮筋拉伸一定長度，理清紙帶，接通電源，放開小車度，理清紙帶，接通電源，放開小車3換用紙帶，改用換用紙帶，改用2條、條、3條條同樣的橡皮筋進行同樣的橡皮筋進行第第2次、第次、第3次次實驗，每次實驗中橡皮筋拉伸的長度都實驗，每次實驗中橡皮筋拉伸的長度都相同相同4由紙帶算出小車獲得的速度，把各次實驗獲得的由紙帶算出小車獲得的速度，把各次實驗獲得的速度依次記入設計的表格里速度依次記入設計的表格里5對觀測數據進行估計，大致判斷兩個量可能的關對觀測數據進行估計，大致判斷兩個量可

4、能的關系，然后以系，然后以W為縱坐標，以為縱坐標，以v2(或或v、v3、 )為橫坐標作為橫坐標作圖圖橡皮筋條數橡皮筋條數123456力對小車做的功力對小車做的功W2W3W4W5W6W小車獲得的速度小車獲得的速度注意事項注意事項1平衡摩擦力平衡摩擦力實驗中的小車不可避免地要受到摩擦力的作用，摩實驗中的小車不可避免地要受到摩擦力的作用，摩擦力對小車做負功，我們研究的是橡皮筋做的功與物體速擦力對小車做負功，我們研究的是橡皮筋做的功與物體速度的關系，應設法排除摩擦力的影響，可采用將木板一端度的關系，應設法排除摩擦力的影響，可采用將木板一端墊高的方法來實驗將木板一端墊高，使重力沿斜面方向墊高的方法來實驗

5、將木板一端墊高，使重力沿斜面方向的分力與摩擦力相平衡，就能消除摩擦力的影響判斷已的分力與摩擦力相平衡，就能消除摩擦力的影響判斷已平衡掉摩擦力的方法是，輕推一下小車，觀察小車不受其平衡掉摩擦力的方法是，輕推一下小車，觀察小車不受其他力時能在木板上做勻速運動他力時能在木板上做勻速運動2打點計時器打出的紙帶上相鄰各點的間距并不均打點計時器打出的紙帶上相鄰各點的間距并不均勻，應選間距均勻的那一段紙帶來計算小車的速度，因為勻，應選間距均勻的那一段紙帶來計算小車的速度，因為這一段是橡皮筋對小車做功完畢時的情形這一段是橡皮筋對小車做功完畢時的情形3本實驗并不需要測量橡皮筋做的功到底是多少焦本實驗并不需要測量

6、橡皮筋做的功到底是多少焦耳，只是測出以后各次實驗橡皮筋做的功是第一次實驗時耳，只是測出以后各次實驗橡皮筋做的功是第一次實驗時的多少倍，這樣做可以大大簡化操作的多少倍，這樣做可以大大簡化操作誤差分析誤差分析1誤差的主要來源是橡皮筋的長度、粗細不一，使誤差的主要來源是橡皮筋的長度、粗細不一，使橡皮筋的拉力與橡皮筋的條數不成正比橡皮筋的拉力與橡皮筋的條數不成正比2平衡摩擦力不徹底或平衡過度也會造成誤差平衡摩擦力不徹底或平衡過度也會造成誤差3. 利用打上點的紙帶計算小車的速度時，測量不準利用打上點的紙帶計算小車的速度時，測量不準帶來誤差帶來誤差.實驗目的實驗目的驗證機械能守恒定律驗證機械能守恒定律實驗

7、原理實驗原理在只有重力作用的自由落體運動中，物體的重力勢在只有重力作用的自由落體運動中，物體的重力勢能和動能可以互相轉化，但總機械能守恒能和動能可以互相轉化，但總機械能守恒實驗器材實驗器材鐵架臺鐵架臺(帶鐵夾帶鐵夾)，打點計時器，重錘，打點計時器，重錘(帶紙帶夾子帶紙帶夾子)，紙帶數條，復寫紙片，導線，毫米刻度尺除了上述器材紙帶數條，復寫紙片，導線，毫米刻度尺除了上述器材外，還必須有學生電源外，還必須有學生電源(交流交流46V)實驗步驟實驗步驟1按方法按方法2把打點計時器安裝在鐵架臺上，用導線把打點計時器安裝在鐵架臺上，用導線把打點計時器與學生電源連接好把打點計時器與學生電源連接好2把紙帶的一

8、端在重錘上用夾子固定好，另一端穿把紙帶的一端在重錘上用夾子固定好，另一端穿過打點計時器限位孔，用手豎直提起紙帶使重錘停靠在打過打點計時器限位孔，用手豎直提起紙帶使重錘停靠在打點計時器附近點計時器附近3接通電源，松開紙帶，讓重錘自由下落接通電源，松開紙帶，讓重錘自由下落4重復幾次，得到重復幾次，得到35條打好點的紙帶條打好點的紙帶5在打好點的紙帶中挑選第一、二兩點間的距離接在打好點的紙帶中挑選第一、二兩點間的距離接近近2 mm，且點跡清晰的一條紙帶，在起始點標上，且點跡清晰的一條紙帶，在起始點標上0，以后，以后各點依次標各點依次標1、2、3用刻度尺測出對應下落高度用刻度尺測出對應下落高度h1、h

9、2、h3.注意事項注意事項1打點計時器安裝時，必須使兩紙帶限位孔在同一打點計時器安裝時，必須使兩紙帶限位孔在同一豎直線上，以減小摩擦阻力豎直線上，以減小摩擦阻力2實驗時，需保持提紙帶的手不動，待接通電源、實驗時，需保持提紙帶的手不動，待接通電源、讓打點計時器工作正常后才松開紙帶讓重錘下落，以保證讓打點計時器工作正常后才松開紙帶讓重錘下落，以保證第一個點是一個清晰的小點第一個點是一個清晰的小點3選用紙帶時應盡量挑第一、二點間接近選用紙帶時應盡量挑第一、二點間接近2mm的紙的紙帶帶4測量下落高度時，都必須從起始點算起，不能搞測量下落高度時，都必須從起始點算起，不能搞錯，為了減小測量值錯，為了減小測

10、量值h時的相對誤差，選取的各個計數點時的相對誤差，選取的各個計數點要離起始點遠一些，紙帶也不宜過長，有效長度可在要離起始點遠一些，紙帶也不宜過長，有效長度可在60cm80cm以內以內5因不需要知道動能和勢能的具體數值，所以不需因不需要知道動能和勢能的具體數值，所以不需要測量重物的質量要測量重物的質量誤差分析誤差分析1測量長度時會存在偶然誤差，所以測長度時要多測量長度時會存在偶然誤差，所以測長度時要多測幾次，取平均值即可減小此誤差測幾次，取平均值即可減小此誤差2由于本實驗中有紙帶與限位孔間的摩擦力由于本實驗中有紙帶與限位孔間的摩擦力(主要因主要因素素)和空氣阻力和空氣阻力(次要因素次要因素)的影

11、響，這是系統誤差，它使增的影響，這是系統誤差，它使增加的動能少于減小的重力勢能，要減小影響，采用增加重加的動能少于減小的重力勢能，要減小影響，采用增加重錘質量的辦法，因為當重錘的重力遠大于阻力時，可忽略錘質量的辦法，因為當重錘的重力遠大于阻力時，可忽略阻力的影響阻力的影響3為了減小相對誤差，選取的計數點最好離第一個為了減小相對誤差，選取的計數點最好離第一個點遠一些點遠一些4若第一、第二兩點間的距離小于若第一、第二兩點間的距離小于2mm，則這兩點，則這兩點間的時間間隔不到間的時間間隔不到0.02s或阻力過大或阻力過大考例考例1(2010試題調研試題調研)某興趣小組想通過物體在某興趣小組想通過物體

12、在斜面上運動的實驗探究斜面上運動的實驗探究“做功和物體速度變化的關系做功和物體速度變化的關系”，實驗開始前，他們提出了以下幾種猜想：實驗開始前，他們提出了以下幾種猜想：W ；Wv，Wv2.他們的實驗裝置如圖甲所示，他們的實驗裝置如圖甲所示，PQ為一塊為一塊傾斜放置的木板，在傾斜放置的木板，在Q處固定一個速度傳感器處固定一個速度傳感器(用來測量用來測量物體每次通過物體每次通過Q點時的速度點時的速度)，每次實驗，物體都從初始，每次實驗，物體都從初始位置處由靜止釋放位置處由靜止釋放(1)該實驗中是否需要測出物體的質量該實驗中是否需要測出物體的質量_(2)同學們設計了以下表格來記錄實驗數據其中同學們設

13、計了以下表格來記錄實驗數據其中L1、L2、L3、L4，代表物體分別從不同高度處無初速釋放時，代表物體分別從不同高度處無初速釋放時初始位置到速度傳感器的距離，初始位置到速度傳感器的距離，v1、v2、v3、v4，表示，表示物體每次通過物體每次通過Q點的速度點的速度.實驗次數實驗次數1234LL1L2L3L4vv1v2v3v4他們根據實驗數據繪制了如圖乙所示的他們根據實驗數據繪制了如圖乙所示的Lv圖象，圖象，并得出結論并得出結論Wv2.他們的做法是否合適，你有什么好的建他們的做法是否合適，你有什么好的建議？議？_(3)在此實驗中，木板與物體間摩擦力的大小在此實驗中，木板與物體間摩擦力的大小_(填填“

14、會會”或或“不會不會”)影響探究出的結果影響探究出的結果解析解析(1)功功W與距離與距離L成正比，得到成正比，得到L和和v的關系即的關系即可得到可得到W和和v的關系，因此不必測量物體的質量的關系，因此不必測量物體的質量(2)繪制繪制的的Lv圖象是曲線，不能得出結論圖象是曲線，不能得出結論Wv2.為了更直觀地為了更直觀地看出看出L和和v的變化關系，應該繪制的變化關系，應該繪制Lv2圖象圖象(3)重力和摩重力和摩擦力的總功擦力的總功W也與距離也與距離L成正比，因此不會影響探究的結成正比，因此不會影響探究的結果果答案答案(1)不需要不需要(2)不合適，應進一步繪制不合適，應進一步繪制Lv2圖象圖象(

15、3)不會不會某同學在探究功與物體速度變化的關系時得到了某同學在探究功與物體速度變化的關系時得到了W與與v的一組數據，請你對這些數據進行處理，并確定的一組數據，請你對這些數據進行處理，并確定W與與v之之間的關系間的關系.答案答案Wv2W0.001.002.003.004.005.006.00v(m/s)0.000.801.101.281.531.761.89v2(m2/s2)0.000.641.211.642.343.103.57解析解析以以W為縱坐標，為縱坐標，v為橫坐標，作出為橫坐標，作出Wv曲曲線以線以W為縱坐標，為縱坐標，v2為橫坐標，作出為橫坐標，作出Wv2曲線曲線由圖象可看出：由圖象

16、可看出：Wv2.根據以上數據你能否大致判斷根據以上數據你能否大致判斷Wv2?解析解析設由設由O到到A的過程中，重力對重物所做的功的過程中，重力對重物所做的功為為W，那么由，那么由O到到B過程中，重力對重物所做的功為過程中，重力對重物所做的功為2W，由由O到到C的過程中，重力對重物所做的功為的過程中，重力對重物所做的功為3W.答案答案能能 (2010廣東聯考廣東聯考)某同學用如圖所示的實驗裝置探究某同學用如圖所示的實驗裝置探究動能定理圖中動能定理圖中A為小車，連接在小車后面的紙帶穿過打為小車，連接在小車后面的紙帶穿過打點計時器點計時器B的限位孔，它們均置于水平放置的一端帶有定的限位孔，它們均置于

17、水平放置的一端帶有定滑輪的足夠長的木板上，滑輪的足夠長的木板上，C為彈簧測力計，不計繩與滑輪為彈簧測力計，不計繩與滑輪的摩擦力實驗時，先接通電源再松開小車，打點計時器的摩擦力實驗時，先接通電源再松開小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點在紙帶上打下一系列點(1)該同學在一條比較理想的紙帶上，從點跡清楚的該同學在一條比較理想的紙帶上，從點跡清楚的某點開始記為某點開始記為0點，順次選取點，順次選取5個點，分別測量這個點，分別測量這5個點到個點到0點之間的距離，并計算出它們與點之間的距離，并計算出它們與0點之間的速度平方差點之間的速度平方差v2(v2v2v02)，填入下表：，填入下表：點跡點跡s/cm

18、v2/m2s20/11.600.0423.600.0936.000.1547.000.1859.200.23請以請以v2為縱坐標，以為縱坐標，以s為橫坐標在方格紙中作出為橫坐標在方格紙中作出v2s圖象若測出小車質量為圖象若測出小車質量為0.2kg，結合圖象可求得小車，結合圖象可求得小車所受合外力的大小為所受合外力的大小為_N.(2)若該同學通過計算發現小車所受合外力小于測力若該同學通過計算發現小車所受合外力小于測力計讀數，明顯超出實驗誤差的正常范圍你認為主要原因計讀數，明顯超出實驗誤差的正常范圍你認為主要原因是是_，實驗操作中改進的措施是，實驗操作中改進的措施是_答案答案(1)0.25如圖如圖

19、(2)小車滑行時所受摩擦阻力較大小車滑行時所受摩擦阻力較大(3)使木板傾斜一定的角度以平衡摩擦力使木板傾斜一定的角度以平衡摩擦力命題規律命題規律根據實驗原理、實驗步驟，總結實驗結根據實驗原理、實驗步驟，總結實驗結論，或驗證實驗結論的正確性，或分析實驗誤差論，或驗證實驗結論的正確性，或分析實驗誤差考例考例3(2010全國卷全國卷)利用圖中所示的裝置可以利用圖中所示的裝置可以研究自由落體運動實驗中需要調整好儀器，接通打點計研究自由落體運動實驗中需要調整好儀器，接通打點計時器的電源松開紙帶，使重物下落，打點計時器會在紙時器的電源松開紙帶，使重物下落，打點計時器會在紙帶上打出一系列的小點帶上打出一系列

20、的小點(1)為了測得重物下落的加速度，還需要的實驗器材為了測得重物下落的加速度，還需要的實驗器材有有_(填入正確選項前的字母填入正確選項前的字母)A天平天平B秒表秒表C米尺米尺(2)若實驗中所得到的重物下落的加速度值小于當地若實驗中所得到的重物下落的加速度值小于當地的重力加速度值，而實驗操作與數據處理均無錯誤，寫出的重力加速度值，而實驗操作與數據處理均無錯誤，寫出一個你認為可能引起此誤差的原因：一個你認為可能引起此誤差的原因：_.解析解析(1)時間由打點計時器測定，不需要天平測質時間由打點計時器測定，不需要天平測質量，只需用米尺測定位移即可，故選量，只需用米尺測定位移即可，故選C.(2)打點計

21、時器與紙帶間存在摩擦或重物受空氣阻力打點計時器與紙帶間存在摩擦或重物受空氣阻力作用作用 .答案答案(1)C(2)打點計時器與紙帶間存在摩擦打點計時器與紙帶間存在摩擦(或或重物受空氣阻力作用重物受空氣阻力作用)(其他答案合理即可其他答案合理即可)總結評述總結評述本題考查了研究自由落體運動的規律，本題考查了研究自由落體運動的規律，解答本題的突破點在于明確實驗的原理解答本題的突破點在于明確實驗的原理在在“驗證機械能守恒定律驗證機械能守恒定律”的實驗中，打點計時器的實驗中，打點計時器所用電源的頻率為所用電源的頻率為50Hz，當地重力加速度的值為，當地重力加速度的值為9.80m/s2，測得所用重物的質量

22、為測得所用重物的質量為1.00kg.甲、乙、丙三學生分別用同甲、乙、丙三學生分別用同一裝置打出三條紙帶，量出各紙帶上第一裝置打出三條紙帶，量出各紙帶上第1、第、第2兩點間的距兩點間的距離分別為離分別為0.18cm、0.19cm和和0.25cm，則可肯定，則可肯定_(選填選填“甲甲”“”“乙乙”“”“丙丙”)在操作上有錯誤，錯誤是在操作上有錯誤，錯誤是_若按實驗要求正確地選出紙帶進行測量，量得連續若按實驗要求正確地選出紙帶進行測量，量得連續三點三點A、B、C到第一個點到第一個點O的距離分別為的距離分別為15.55cm、19.20cm和和23.23cm.則當打點計時器打則當打點計時器打B點時，重物的重力勢能減小量為點時，重物的重力勢能減小量為_J，重物的動能為，重物的動能為_J(均保留均保留3位有效數位有效數字字)通過計算表明數值上通過計算表明數值上Ep_Ek(填填“大于大于”“小于小于”或或“等于等于”)這是因為這是因為_，實驗，實驗的結論是：的結論是：_.答案答案丙先放紙帶再接通電源丙先放紙帶再接通電源1.881.84大大