一、实验目的1．探究外力做功与物体速度变化的关系．2．通过分析论证和实验探究，培养实验探究能力和创新精神．二、实验原理如图实－5－1所示，小车在橡皮筋的作用下弹出，沿木板滑行．当我们用2条、3条……同样的橡皮筋进行第2次、第3次……实验时，使每次实验中橡皮筋拉伸的长度都保持一致，那么，第2次、第3次……实验中橡皮筋对小车做的功就是第一次的2倍、3倍……如果把第一次实验时橡皮筋的功记为W，以后各次的功就是2W、3W……由于橡皮筋做功而使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．这样，进行若干次测量，就得到若干组功和速度的数据．以橡皮筋对小车做的功为纵坐标，小车获得的速度为横坐标，以第一次实验时的功W为单位，作出W—v曲线，即功－速度曲线．分析这条曲线，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．或者作出W—v2图象，指出W与v2的关系，进而找出功与动能变化之间的关系．三、实验器材小车(前面带小钩)、长木板(两侧适当的对称位置钉两个铁钉)、打点计时器及纸带、学生电源及导线(使用电火花计时器不用学生电源)、5～6条等长的橡皮筋、刻度尺．四、实验操作1．实验步骤(1)按图实－5－1所示将实验仪器安装好，同时平衡摩擦力．(2)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，设此时橡皮筋对小车做的功为W1，将这一组数据记入表格．(3)用2条橡皮筋做实验，实验中橡皮筋拉伸的长度与第一次相同，这时橡皮筋对小车做的功为W2，测出小车获得的速度v2，将数据记入表格．(4)用3条、4条……橡皮筋做实验，用同样的方法测出功和速度，记入表格．2．数据处理(1)测量小车的速度：实验获得如图实－5－2所示的纸带，为探究橡皮筋弹力做的功和小车速度的关系，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是：A1、A2间的距离x，小车速度的表达式是v＝(T为打点计时器的时间间隔)．(2)实验数据记录(3)实验数据处理及分析：在坐标纸上(图实－5－3)画出W－v和W－v2图线(“W”以一根橡皮筋做的功为单位)．五、注意事项1．平衡摩擦力很关键，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，找到木板的一个合适的倾角．2．测小车速度时，纸带上的点应选均匀部分的，也就是选小车做匀速运动状态的．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．六、误差分析1．误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋的拉力做的功W与橡皮筋的条数不成正比．2．没有完全平衡摩擦力(倾角小)或平衡摩擦力过度(倾角过大)也会造成误差．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．(2010·金华模拟)科学规律的发现离不开科学探究，而科学探究可以分为理论探究和实验探究．下面我们用实验探究恒力做功和物体动能变化之间的关系．(1)某同学的实验设计方案如图实－5－4所示，该实验用钩码的重力表示小车受到的合外力，为此，实验时在安装正确、操作规范的前提下(已平衡摩擦力)，还需要满足的条件是.图实－5－4(2)图实－5－5所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是该同学确定的计数点，相邻计数点间的时间间隔为T，距离如图所示．则打C点时小车的速度为；要验证合外力的功与动能变化间的关系，除位移、速度外，还要测出的物理量有.[解析](1)只有当钩码的重力远小于小车的总重力时，才能近似地认为小车受到的拉力等于钩码的重力．(2)C点的速度等于BD段的平均速度，故vC＝要验证合外力做的功和动能变化间的关系，需要测出小车受到的拉力大小(钩码的重力)和小车位移(W＝Fx)，以及小车的质量和速度(Ek＝mv2)，所以还需要测出钩码的重力和小车的总质量．[答案](1)钩码的重力远小于小车的总重力(2)钩码的重力和小车的总质量(2009·广东高考)某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”．如图实－5－6所示，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小．在水平桌面上相距50.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器，记录小车通过A、B时的速度大小．小车中可以放置砝码．图实－5－6(1)实验主要步骤如下：①测量和拉力传感器的总质量M1；把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路；②将小车停在C点，，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过