探究功与速度变化的关系实验报告

物理实验之探究功与速度的关系-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN2实验报告——探究功与速度变化的关系386班 ________一、实验目的体验和经历探究功与速度变化(或动能变化)关系过程． 二、实验原理让橡皮筋拉动小车运动一定的位移，通过改变橡皮筋的条数，改变拉力功的大小，看功的大小与物体速度(或动能)的变化成怎样的关系． 三、实验器材木板、小车、橡皮筋、打点计时器(或电火花计时器)、电源、纸带等． 四、实验步骤1．按如图所示安装好实验仪器．2．第一次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，设此时橡皮筋弹力对小车做功为W ，并将得到的数据记入表格．3．换用2条、3条、4条……同样的橡皮筋做实验，并使橡皮筋拉伸的长度都和第一次相同，测出v2、v3、v4……橡皮筋对小车做功分别为2W 、3W 、4W ……将数据记入表格． 4．分析数据，尝试作W ­v 、W ­v2等图象，探究W 、v 的关系．v 2(m/s)W 0.000.000.64 1.001.21 2.001.64 3.002.34 4.003.10 5.003.576.00v/(m/s)W0.000.000.80 1.001.10 2.001.28 3.001.53 4.001.76 5.001.896.00W 0.001.002.003.004.005.006.007.000.000.501.001.502.00Wv功与速度平方的关系0.002.004.006.008.000.001.002.003.004.00v 2W W六、注意事项1．本实验是利用橡皮筋的多少表示橡皮筋做功的大小，不需要求出每次做功的具体数值，因此所选用的橡皮筋要长度、粗细相同．2．为了减小小车在运动中因受摩擦力带来的误差，可在长木板有打点计时器的一端下面垫一块木块，反复移动木块位置，直至小车在斜面上向下运动时可以保持匀速直线运动，此时重力沿斜面方向的分力与摩擦力平衡，这样可以消除摩擦力的影响．3．在用纸带确定由于橡皮筋做功而使小车获得的速度时，应该是橡皮筋恢复形变以后小车的速度，所以在纸带上应选用那些间距较大，且相对均匀的点来确定小车的速度．七、误差分析误差来源：一是由于忘记平衡摩擦力或没有完全平衡摩擦力对实验的影响；二是橡皮筋长度、粗细不一，使得拉力及拉力的功与条数不成正比带来误差；三是纸带上点的间距测量也会带来误差．八、实验结论通过作图发现W－v2图近似是一条直线，说明W∝v2.3。

物理实验报告班级学号姓名实验时间实验名称 6 实验：探究功与速度变化的关系实验原理力是改变物体速度的原因，物体在力的作用下，从静止开始运动，力对物体做了功，物体的能量一定改变，是什么能改变了？物体由静到动，速度υ越大，动能E K也越大，动能与速度之间有怎样的关系？力对物体功，会改变物体的动能，从而改变物体的速度，动能与速度之间有什么定量关系？力对物体做功，与物体速度变化之间有什么关系？实验器材平板，小车，细线，滑轮，重物（或橡皮筋），打点计时器，纸带；实验步骤①平衡阻力：连接仪器与设备，使木板略为倾斜，补偿阻力；②称量沙与桶质量，计算细线拉力大小；③接通电源，释放小车，拖动纸带打下一系列点；标注记数点，并测量各点间的距离；并求出打各点时的瞬时速度；计算初始点到各点拉力所做的功；④如果用橡皮筋牵引，设一条做功为w，两条三条分别做功2w和3w⑤建立坐标系：以功W为纵坐标，以速度υ2为横坐标（或以υ、υ3、 为横坐标），如果作出的图象是一条直线，则说明功与速度的平方成正比：W∝υ2；数据处理①计算拉力所做的功：当M车>>m物时，F＝G，则W＝FL＝GL；②试证明：当M车>>m物时，F＝G，为什么？③由纸带测出小车运动的距离和小车运动的速度④也可以用电子表格等软件进行数据的处理：第一列输入速度大小，第二列输入对应的功，选中所有数据，点击“插入－图表－图表类型－xy散点图……”，在“添加趋抛线，类型标签，逐次尝试二阶多项式，三阶多项式等类型……”——根据图象分析：功与速度的关系误差分析6 实验：探究功与速度变化的关系作业与测试1．试由纸带测出小车运动的距离和小车运动的速度其中：A点到F点有距离为，A点到H点有距离为；打F点时小车的速度为，打H点时小车的速度为。

2．小车在一条橡皮筋作用下弹出，这时，橡皮筋对小车做的功记为W.再用2条、3条……相同的橡皮筋并在一起进行实验. 每次实验中小车获得的速度由打出的纸带算出.(1)为了平衡小车受到的摩擦力，木板应 (填“水平”或“倾斜”)放置;（2）判断摩擦阻力已被平衡的方法是（）A．轻推一下小车，小车能够匀速运动 B．释放小车后，拖着纸带的小车能够运动C．释放小车后，小车能够运动 D．轻推一下小车，拖着纸带的小车能够匀速运动(3)实验中 (填“需要”或“不需要”)测出一条橡皮筋对小车做功W的数值.3.计算拉力所做的功：当M车>>m物时，F＝G，则W＝FL＝GL；试证明：当M车>>m物时，F＝G，为什么？4．质量为1 kg的重锤自由下落，通过打点计时器在纸带上记录运动过程，打点计时器接6 V、50 Hz的交流电源，如图所示，纸带上O点为重锤自由下落时纸带打点的起点，选取的计数点A、B、C、D、E、F、G依次间隔一个点(图中未画出)，各计数点与O点距离依次为31.4、70.6、125.4、195.9、282.1、383.8、501.2，单位为mm，重力加速度为9.8 m/s2，(1)求出B、C、D、E、F各点的速度并填入下表。

功与速度关系的实验报告功与速度关系的实验报告引言：功是物体在力的作用下所做的功，是描述物体运动状态变化的物理量，而速度是物体在单位时间内所改变的位置。

在日常生活中，我们常常会观察到物体的运动速度与所需的功之间存在一定的关系。

本实验旨在通过对不同速度下的物体运动进行观察和测量，探究功与速度之间的关系。

实验目的：1.观察不同速度下物体的运动状态。

2.测量不同速度下物体所需的功。

3.分析并探究功与速度之间的关系。

实验材料：1.平滑水平面2.小球3.直尺4.计时器实验步骤：1.准备工作：在平滑水平面上放置小球，并确保其能够自由滚动。

2.实验一：将小球从静止状态推动，记录推动过程所需的时间，并测量小球的位移距离。

3.实验二：将小球从一定高度自由落下，记录落地所需的时间，并测量小球的位移距离。

4.实验三：将小球从不同高度自由落下，重复实验二的操作，并记录落地所需的时间和位移距离。

实验结果：实验一：根据实验数据可以得出结论，推动小球所需的时间与小球的位移距离呈正相关关系。

即推动小球的速度越快，所需的功越大。

实验二：根据实验数据可以得出结论，自由落下的小球所需的时间与小球的位移距离呈正相关关系。

即自由落下的小球的速度越快，所需的功越大。

实验三：根据实验数据可以得出结论，自由落下的小球所需的时间与小球的位移距离呈正相关关系。

即自由落下的小球的速度越快，所需的功越大。

数据分析与讨论：根据实验结果可知，不论是推动小球还是自由落下的小球，其所需的功与速度之间存在一定的关系。

速度越大，所需的功越大。

这个关系可以通过能量转化来解释。

在推动小球的过程中，我们需要施加更大的力来克服摩擦力和空气阻力，这样才能让小球达到更快的速度。

而在自由落下的过程中，小球下落的速度越快，其重力势能转化为动能的速度也越快，因此所需的功也会相应增加。

结论：通过本次实验，我们得出了一个重要的结论：功与速度之间存在正相关关系。

无论是推动小球还是自由落下的小球，速度越快，所需的功越大。

教案：实验：探究功与速度变化的关系一、教学目标1. 让学生通过实验探究功与速度变化的关系，理解动能定理。

2. 培养学生的实验操作能力、数据处理能力和问题解决能力。

3. 激发学生对物理实验的兴趣，培养学生的团队合作意识。

二、教学内容1. 动能定理的介绍2. 实验原理与方法3. 数据处理与分析三、教学重点与难点1. 教学重点：动能定理的应用，实验数据的处理与分析。

四、教学方法与手段1. 教学方法：讲解、实验、讨论、写作。

2. 教学手段：多媒体课件、实验器材、数据处理软件。

五、教学过程1. 导入：通过一个简单的例子引入功与速度变化的关系，激发学生的兴趣。

2. 讲解：介绍动能定理的基本原理，解释功与速度变化的关系。

3. 实验：学生分组进行实验，测量不同功作用下物体的速度变化。

4. 数据处理：学生使用数据处理软件对实验数据进行分析，得出功与速度变化的关系。

5. 讨论：学生分组讨论实验结果，解释功与速度变化的关系。

六、教学评价1. 通过实验操作、数据处理和讨论，评价学生对动能定理的理解程度。

2. 评估学生在实验报告中的写作能力，以及对实验结果的分析和解释能力。

3. 观察学生在团队合作中的表现，评价其沟通协作能力。

七、教学资源1. 实验器材：小车、滑轮、测力计、计时器等。

2. 数据处理软件：如Excel、Python等。

3. 参考资料：相关物理书籍、学术论文、网络资源等。

八、教学进度安排1. 导入与讲解：2课时2. 实验操作：3课时3. 数据处理与讨论：2课时九、教学反思在教学过程中，教师应时刻关注学生的学习情况，及时解答学生的疑问，指导学生正确进行实验操作和数据处理。

在实验报告中，教师应注重培养学生对实验结果的分析和解释能力，以及对物理概念的深入理解。

十、课后作业1. 复习动能定理的基本原理，加深对功与速度变化关系理解。

3. 拓展阅读相关物理书籍或学术论文，了解功与速度变化关系在实际应用中的例子。

重点和难点解析一、教学内容重点和难点解析：动能定理是物理学中的重要概念，理解功与速度变化的关系对于学生来说具有一定的难度。

姓名实验课题实验器材次数123456x /（cm） 4.115.537.078.29.19.98W/WJ123456v /(m·s -1）0.410.550.710.820.91 1.00W/WJ 1234560.170.30.50.670.83 1.00W/WJ 1234560.070.130.360.550.75 1.00W/WJ 1234560.640.740.840.910.95 1.00W/WJ123456物理实验报告单（示例五）（必修2,§7.6）探究功与速度变化的关系班级实验日期实验台号实验步骤及结论（1）会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度；（2）学习利用物理图像探究功与物体速度变化的关系。

实验目的 若令 则即小车在第二次以后实验中获得的速度可以用第一次实验中获得的速度的倍数来表示。

实验原理电磁打点计时器、长木板（一端定有铁钉）、小车、纸带、复写纸、橡皮筋。

（1）实验装置：见右图。

（2）实验思想方法：倍增法。

虽为变力做功，但橡皮条做的功，随着橡皮条数目的成倍增加功也成倍增加。

这种方法的构思极为巧妙。

历史上，库仑应用类似的方法发现了著名的库仑定律。

当然，恒力做功时，倍增法同样适用。

（3）数据处理方法：图像法。

作出功－速度（W -v ）曲线，分析这条曲线，得出功与速度变化的定量关系。

设第一次小车获得的速度为v ,小车在第一次、第二次、…、第n 次实验中的速度为：实验教师签名批阅日期 结论推广：初速度不为零时，功与速度平方的变化量成正比。

5.使用一根橡皮筋时，将小车的前（或后）端拉到A点，接通电源，打点计时器打点，释放小车，小车离开木板前适时使小车制动，断开电源，取下纸带。

重复本项前面的过程，选出清晰的纸带。

记下点距相等后t =0.1s的位移Δx 1m，求出小车获得的速度v =10 Δx 1 m/s。

6.换用同样材料、粗细、长度的两根、三根、…六根橡皮筋，依照D项的方法，分别进行实验。

实验：探究功与速度变化的关系教案一、教学目标：1. 让学生了解功和速度变化之间的关系，掌握动能定理。

2. 培养学生动手实验、观察分析、解决问题的能力。

3. 培养学生的团队合作精神，提高实验技能。

二、教学内容：1. 功的定义及计算公式。

2. 动能定理：物体所受外力做的功等于物体动能的变化。

3. 实验原理及方法。

4. 数据处理及分析。

三、教学重点与难点：1. 教学重点：动能定理的应用，实验数据的处理与分析。

2. 教学难点：实验过程中误差的减小，动能定理在实际问题中的应用。

四、教学方法：1. 采用问题驱动的教学方法，引导学生主动探究功与速度变化的关系。

2. 利用实验现象，让学生直观地理解动能定理。

3. 以小组合作的形式进行实验，培养学生的团队协作能力。

五、教学过程：1. 导入：通过提问方式引导学生回顾功的定义及计算公式。

2. 讲解：讲解动能定理，让学生理解功与速度变化的关系。

3. 实验演示：进行实验，让学生观察实验现象，理解动能定理的应用。

4. 小组讨论：让学生以小组形式讨论实验过程中发现的问题，并提出解决方案。

5. 数据处理与分析：指导学生如何处理实验数据，分析功与速度变化的关系。

6. 总结：对本节课的内容进行总结，强调动能定理在实际问题中的应用。

7. 作业布置：布置相关练习题，巩固所学知识。

六、实验准备：1. 器材：弹簧测力计、细绳、小车、光滑水平面、计时器、刻度尺。

2. 步骤：a. 调节弹簧测力计，使其零点准确。

b. 将细绳穿过弹簧测力计，固定在小车上。

c. 将小车放在光滑水平面上，确保轨道平整。

d. 调试计时器，确保其正常工作。

e. 测量并记录光滑水平面的长度。

七、实验步骤：1. 学生分组，每组两人，合作完成实验。

2. 实验步骤：a. 一名学生用弹簧测力计拉着小车，另一名学生记录小车运动过程中的速度变化。

b. 逐渐增加拉力，使小车加速运动。

c. 记录不同拉力下小车的速度变化。

d. 重复实验，减小误差。

《实验：探究功与速度变化的关系》讲义一、实验背景在物理学中，功和能的概念是非常重要的。

我们知道，力对物体做功会导致物体的能量发生变化。

而速度是描述物体运动状态的一个重要物理量。

那么，功与物体速度的变化之间到底存在着怎样的关系呢？这就是我们本次实验要探究的问题。

通过这个实验，我们将更深入地理解功和能的概念，以及它们在物体运动中的具体表现。

二、实验目的1、探究外力对物体做功与物体速度变化的关系。

2、学会通过实验数据的处理，得出功与速度变化的定量关系。

三、实验原理1、我们知道，动能的表达式为＄E_k ＝＼frac{1}｛2}mv^2$，其中＄m$ 是物体的质量，＄v$ 是物体的速度。

当外力对物体做功时，物体的动能会发生变化。

2、假设物体在恒力＄F$ 的作用下，沿直线运动了一段距离＄s$，根据功的定义，力所做的功＄W ＝ Fs$。

3、如果实验中通过改变力所做的功，测量出对应的物体速度的变化，就可以探究出功与速度变化之间的关系。

四、实验器材1、长木板（一端带有定滑轮）2、小车3、打点计时器4、纸带5、细绳6、钩码7、刻度尺8、天平五、实验步骤1、安装实验装置将长木板放置在水平桌面上，一端安装定滑轮，把打点计时器固定在长木板的另一端。

用细绳通过定滑轮将小车与钩码连接起来，调整细绳的长度，使小车在运动过程中细绳与木板平行。

2、测量小车质量使用天平测量小车的质量＄m$，并记录下来。

3、平衡摩擦力不挂钩码，轻推小车，使小车在木板上匀速运动，从而平衡摩擦力。

4、进行实验挂上适量的钩码，先接通打点计时器的电源，然后释放小车，让小车在钩码的拉力作用下运动。

打点计时器在纸带上打下一系列的点，记录下车的运动情况。

改变钩码的数量，重复上述步骤，得到多组实验数据。

5、数据处理选取纸带上清晰的点，测量相邻计数点之间的距离，计算出小车通过各段距离所用的时间。

根据公式＄v ＝＼frac{s}｛t}＄计算出小车在不同位置的速度。

计算出外力对小车做的功＄W$（＄W ＝ Fs$，其中＄F$ 为钩码的重力，＄s$ 为小车运动的距离）。

试验报告探究功与速度变化的关系实验原理：功是描述力对物体运动的影响的物理量，主要取决于力的大小和物体的位移。

功=力×位移×cosθ，其中θ为力的方向与物体运动方向之间的夹角。

速度是描述物体运动快慢的物理量，是位移随时间的变化率。

根据功的计算公式，可以推导出功与速度的关系：功=力×位移×cosθ=力×速度×时间×cosθ=力×速度×cosθ×时间=动能变化=1/2mv²-1/2mu²，其中m为质量，v为最终速度，u为初始速度。

可见，功与速度的关系是非线性的，功随速度的平方变化。

实验步骤：1.准备一段光滑的直线轨道，轨道两端分别固定一个弹簧弹出的（即力的大小与伸长量成正比）小物块。

2.将一个小物块放在轨道上，使其始终保持静止。

3.缓慢将另一个小物块推向静止的小物块，使其通过碰撞将被推的小物块推向前方。

4.观察并记录被推小物块的速度和位移，利用公式计算功。

5.重复上述步骤，但通过调节推动小物块的初速度，探究不同速度下功的变化。

实验结果与分析：通过多次重复实验，并计算不同速度下的功。

发现在速度增加的过程中，功的值呈现出非线性的增加趋势，其增加率逐渐减小。

实验结果证明了功与速度的平方成正比的关系。

根据实验结果可以得出结论：当速度增加时，功的值增加，但增加率逐渐减小。

实验误差分析：1.实验中存在一定的摩擦力，摩擦力对力的大小和方向产生了影响，可能会对实验结果产生一定的误差。

2.实验中的材料和设备的质量差异可能会对结果产生影响，如弹簧的弹性系数、小物块的质量等。

3.在实验过程中，由于实验者的操作不精确，以及观测仪器的误差，也可能会对结果产生一定误差。

改进方法：1.减小摩擦力对实验的影响，可以在轨道表面涂抹一层光滑剂。

2.选用质量较为均匀的小物块，并进行精确测量。

3.提高实验者的操作技术，减小人为误差。