第5讲 实验：探究动能定理
探究动能定理
1．实验目的
探究外力对物体做功与物体速度变化的关系。
2．实验原理
探究功与物体速度变化的关系，可通过改变力对物体做的功，测出力对物体做不同功时物体的速度变化，为简化实验可将物体初速度设置为零，可用图甲所示的装置进行实验，通过增加橡皮筋的条数使橡皮筋对小车做的功成倍增加。再通过打点计时器和纸带来测量每次实验后小车的末速度v。
3．实验器材
小车(前面带小钩)，100～200 g砝码，长木板(在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，5～6条等长的橡皮筋，刻度尺。
4．实验步骤
(1)按如图甲所示将实验仪器安装好，同时平衡摩擦力。
(2)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。
(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，这样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。
(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。
(5)分析数据，得出结论。
①测量小车的速度
实验获得如图乙所示的纸带，为探究橡皮筋弹力做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(用字母表示)：A1、A2间的距离为x，小车速度的表达式是(用测量的物理量表示)v＝(T为打点计时器打点的时间间隔)。
②实验数据记录
③实验数据处理及分析
在坐标纸上(图丙)画出W－v或W－v2图象(“W”以一条橡皮筋做的功为单位)。
④实验结论
从图象可知功与物体速度变化的关系W∝v2。
5．注意事项
(1)平衡摩擦力很关键，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，由打点计时器打出纸带上的点的均匀程度判断小车是否匀速运动。
