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利用 橡皮筋做功 来探究动能定理
一、实验目的
探究合外力做功与物体动能变化之间的关系。 二、实验原理
分别将1、2、3……根相同的橡皮筋并接后 与小车相连，每次使小车在橡皮筋拉紧时从同一 初位置弹出。利用打点计时器打出的纸带计算各 次橡皮筋恢复原长时小车的最大速度。因各次橡 皮筋的长度变化相同，所以各次橡皮筋做的功可 记为：W、2W、3W……。绘制
出 W-v图像，分析做功与小车动能变化的关系，得出实验 结论。 三、实验器材
长木板、小车、橡皮筋、打点计时器、垫块、图钉、刻度尺、纸带、交流电源。 四、 实验步骤
(1) 安装如图所示的实验装置。将长木板一端垫起，调整倾角使小车在木板上做匀速直 线运动(纸带上的点迹间隔大致相同) (2) 连接。 记这一位置。
(3) 打开电源，由静止释放小车，小车被拉紧的橡皮筋弹出，打出纸带。在纸带上记录 本次实验所用橡皮筋根数 n。 (4)
(5) 整理实验仪器并放回原处。 五、 数据处理
观察打出的多条纸带，找出速度最大的点，并计算该点的速度 记录在下表中。根据表中的数据绘制 实验次数 橡皮筋做功
1W
1 2
。
橡皮筋两端用图钉固定在木板上并与小车将小车拉至靠近打点计时器的一端， 并标
分别将1、2、3……根相同的橡皮筋并接，再将小车拉回原来的位置， 重复步骤(3)。
v及速度的平方v ,
2
W-v图像，分析得出实验结论。
最大速度的平方 v ( m /s )
2
最大速度v ( m/
s )
备注
1 2 3
2W
3W
1 实验前应调整长木板的倾角平衡摩擦力， 系。
否则橡皮筋的弹力不是小车受到的合外力。
2 实验中应注意保证小车每次从同一初始位置弹出，这样才能确定橡皮筋每次做功的 倍数关
4W
六、注意事项
（ 3）在计算最大速度时， 应注意观察纸带上的点迹间隔变化， 判断哪段是加速运动过程， 哪段是匀速运动过程以及出现最大速度的位置（该位置点应与两侧相邻点的距离最大且 大致相等）。 七、 误差分析 本实验中所用的多条橡皮筋不可能完全相同，这是引起误差的主要原因之一，因此 实验前应适当挑选。此外，在平衡摩擦力和判断速度最大的点迹位置时也容易出现误差。 八、 其他说明 （1）橡皮筋的弹力做功是变力做功过程，难以实际测量。因此本实验采用改变并接橡皮 筋根数的方法，确定各次弹力做功的倍数关系，同样可以通过图像分析得出结论。
（2）本实验中小车的初速度均为零，因此为探究合外力做功与动能变化的关系，可通过 绘制和分析 W-v 图像即可。
（3）该实验还可以利用《验证牛顿第二定律》的实验装置完成，但应注意这个实验中的 小车所受合外力是恒力，可以通过称量配重片质量以及测量小车滑行距离计算拉力做的 功。
2
本文来源：https://www.wddqxz.cn/5abb85e6473610661ed9ad51f01dc281e43a5630.html
2022-12-07
