实验五 探究动能定理
1．实验目的
(1)探究外力对物体做的功与物体速度变化的关系。
(2)通过实验数据分析，总结出外力对物体做的功与物体速度的二次方成正比关系。
2．实验原理
(1)不是直接测量橡皮筋对小车做的功，而是通过改变橡皮筋条数确定橡皮筋对小车做的功W、2W、3W…
(2)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。
(3)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，作出Wv或Wv2图象。分析图象，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。
3．实验器材
小车(前面带小钩)、100 g～200 g砝码、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条规格相同的橡皮筋、刻度尺。
4．实验步骤
(1)按原理图将仪器安装好。
(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板，反复移动木板的位置，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，设此时橡皮筯对小车做的功为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，用同样的方法测出功和速度，记入表格。
5．注意事项
(1)平衡摩擦力：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：使小车连着纸带并接通电源，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)选点测速：测小车的速度时，纸带上的点应选均匀部分的，也就是选小车做匀速运动时的部分。
(3)橡皮筋的选择：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)先后顺序：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)小车的选择：小车质量应适当大一些，使纸带上打的点多一些。
考点一| 实验原理与操作
本实验原理与操作主要有三个环节
(1)平衡摩擦力
本实验要测量合力对小车做的功，通过平衡摩擦力，使橡皮筋对小车做的功等于合力对小车做的功。
(2)功的测量
本实验没有直接测量功的数值，通过改变橡皮筋条数改变弹力做功，为保证橡皮筋对小车做的功与橡皮筋的条数成正比，必须使小车从同一位置由静止释放，使每次橡皮筋的伸长、小车的位移相同。
(3)小车获得的速度
本实验要测量的速度是橡皮筋做功结束时的速度，即小车做匀速运动的速度，应选用纸带上打点均匀的部分。
1．如图所示，用橡皮筋拉动小车的装置探究做功与物体速度变化的关系，回答下面问题：
(1)长木板稍微倾斜的目的是______________________，对倾斜角度的要求是：小车无橡皮筋拉时恰能在木板上____________；实验时，小车每次要被拉到________(选填“不同”或“同一”)位置松手；改变橡皮筋弹力做功的办法是靠增加系在小车上的____________。
(2)如图所示是某次操作正确的情况下，在频率为50 Hz的电源下打点计时器记录的一条纸带，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的________(选填“A—F”或“F－I”)部分进行测量，速度大小为________m/s。
