一、实验目的
1．探究外力做功与物体速度的关系。
2．通过分析论证和实验探究的过程，培养实验探究能力和创新精神。
二、实验原理
1．不是直接测量对小车做功，而是通过改变橡皮筋条数确定对小车做功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，分别以小车获得的速度v、v2…为横坐标，作出W－v、W－v2…曲线，分析这些曲线，可以得出橡皮筋对小车做的功与小车获得的速度的定量关系。
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条相同规格的橡皮筋、刻度尺。
四、实验步骤
1．按图所示将实验仪器安装好。
2．平衡摩擦力：在长木板的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，纸带打出的点间距均匀，即小车能匀速运动为止。
3．分别用1条、2条、3条、4条……橡皮筋做实验，实验中橡皮筋拉伸的长度都与第一次相同。这时橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W…，标记好每次实验得到的纸带。
五、数据处理
1．测量小车的速度：
实验获得如图所示的纸带，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x，小车速度的表达式为(用测量的物理量表示)v＝ (T为打点计时器的时间间隔)。
2．实验数据记录
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橡皮
筋条数
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位移
x/m
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时间
t/s
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速度
v/(m·s－1)
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速度平方v2
/(m2·s－2)
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3.实验数据处理及分析
(1)观察法：当橡皮筋的条数成倍增加，即合外力做的功成倍增加时，观察小车的速度或速度的平方如何变化，有何变化规律。
(2)图象法：在坐标纸上画出W－v或W－v2图线(“W”以一根橡皮筋做的功为单位)。
4．实验结论：从图象可知做功与物体速度变化的关系为W∝v2。
六、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，由打点计时器打在纸带上的点的均匀程度判断小车是否匀速运动，找到木板一个合适的倾角。
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的部分。
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。
七、误差分析
1．误差的主要来源是橡皮筋的长度、粗细不一，使橡皮筋的拉力做功W与橡皮筋的条数不成正比。
2．没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时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，测量不精确带来误差。
