【物理】2020届一轮复习人教版第五章实验五作业21页

实验五 探究功与速度变化的关系
主干梳理 对点激活
1．探究外力对物体做功与物体速度变化的关系。
2．通过实验数据分析，总结出做功与物体速度平方的正比关系。
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…规格相
同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．测量速度的大小：小车获得的速度可以由纸带和打点计时器测出，也可
以用其他方法测出。
3．确定功与速度变化的关系：以橡皮筋对小车做的功为纵坐标，小车获得
的速度的平方为横坐标，作出 W­v2 图线，分析这条图线，可以得知橡皮筋对小
车做的功与小车获得的速度的定量关系。
小车(前面带小钩)、长木板(在两侧适当的对称位置钉两个铁钉)、打点计时
器、纸带、学生电源(使用电火花计时器时不用学生电源)、导线、5～6 条规格相
同的橡皮筋、刻度尺。
1．按实验原理图将实验仪器安装好。
2．平衡摩擦力：在长木板有打点计时器的一端下面垫一块木块，反复移动
木块的位置，直至小车上不挂橡皮筋时，轻推小车，纸带打出的点间距均匀，即

小车能匀速运动为止。
3．先用 1 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，
设此时橡皮筋对小车做的功为 W，将这一组数据记入表格。
4．用 2 条橡皮筋做实验，实验中小车的释放位置与第一次相同，这时橡皮
筋对小车做的功为 2W，测出小车获得的速度 v2，将数据记入表格。
5．用 3 条、4 条…橡皮筋做实验，用同样的方法测出相应速度 v3、v4…，
并设橡皮筋对小车做的功为 3W、4W…，将数据记入表格。
1．测量小车的速度：实验获得如图所示的纸带，为探究橡皮筋弹力做的功
和小车速度变化的关系，需要测量弹力做功结束时小车的速度，即小车做匀速运
动的速度，应在纸带上测量的物理量：A1、A3间的距离 x，小车速度的表达式是
v＝
x
2T
(T 为打点计时器打点的时间间隔)。
2．记录实验数据：把计算出的速度填入表格中并算出 v2的值。
橡皮筋
条数
橡皮筋
的功/W
速度
v/(m·s－1)
速度平方
v2/(m2·s－2)
3．数据处理：在坐标纸上(如图所示)画出 W­v2图线(“W”以一条橡皮筋做的
功为单位)。

4．实验结论：从图象分析可知外力对物体做功与物体速度变化的关系为 W∝
v2。
1．橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋的拉力做功 W 与橡皮筋的条数不成
正比。应选用规格相同的橡皮筋。
2．没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过大带来误差。应平衡摩擦力
适当。
3．利用打上点的纸带计算小车的速度时，测量不准带来误差。应多次测量
x，求平均值。
1．平衡摩擦力：将木板一端垫高，使小车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
否匀速运动，找到一个合适的倾角。
2．选点测速：测小车速度时，纸带上的点应选点迹均匀部分的，也就是选
小车做匀速运动的区域来计算速度。
3．规格相同：橡皮筋规格相同时，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．开始实验时，小车应靠近打点计时器，并且要先接通电源再释放小车。
5．选择小车时，小车质量应适当大一些，使纸带上打的点多一些。

1．本实验中物体运动速度可以使用速度传感器直接采集，比用打点计时器
方便快捷且误差较小。
2．可以把长木板换成气垫导轨，省略平衡摩擦力的操作步骤，达到简化实
验过程的目的。
考点细研 悟法培优
考点 1 实验原理与实验步骤
例 1 (2018·西安模拟)某实验小组采用如图甲所示的装置探究功与速度变
化的关系。
(1)下列叙述正确的是________。
A．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值
B．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致
C．放小车的长木板应该尽量使其水平
D．先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出
(2)实验中，某同学得到了一条如图乙所示的纸带。这条纸带上的点距并不
均匀，下列说法正确的是________。
A．纸带的左端是与小车相连的
B．纸带的右端是与小车相连的
C．利用 E、F、G、H、I、J 这些点之间的距离来确定小车的速度
D．利用 A、B、C、D 这些点...