对探究功和速度变化关系实验改进,本论文可用于功论文范文参考下载，功相关论文写作参考研究。
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动能定理在高中物理中占有及极其重要的地位,也是历年来高考必考的知识,因此对动能定理的理解就显得尤为重要.探究功和速度变化的关系实验是我们的学生理解动能定理的最直接的材料.所以对探究功和速度变化的关系实验进行改进有着重要的意义.笔者结合一些课改先进区老师提出的方法和自己的教学实践,以及利用传感器等先进的实验器材,对探究功和速度变化的关系实验进行了改进.人教版高中物理必修一中探究功和速度变化的关系实验设计如下.
1实验目的
（1）探究外力对物体做功和物体速度的关系.
（2）通过实验数据分析,总结出做功和物体速度平方的正比关系.
2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等.
（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W-v曲线,分析这条曲线,可以得知橡皮筋对小车做的功和小车获得的速度的定量关系.
3实验器材
小车（前面带小钩）、100g～200g砝码、长木板,两侧适当的对称位置钉两个图钉、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）、4～6条等长的橡皮筋、刻度尺.
4实验操作
（1）实验步骤
①按如图1所示将实验仪器安装好,同时平衡摩擦力.
②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,设此时橡皮筋对小车做的功为W1,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和第一次相同,测出小车获得的速度v2,这样橡皮筋对小车做的功为W2,将数据记入表格.
④用3条、4条等橡皮筋做实验,用同样的方法测出功和速度,记入表格.
（2）数据处理
①测量小车的速度.实验获得如图2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.需要测量出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）vxT（T为打点计时器的时间间隔）.
②实验数据记录
③实验数据处理及分析
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.
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）.
我觉得教材这种设计的优点就是：可以不用测量功的具体值,只需要测出单位功的倍数（这一点学生很难想到）.实验需要用到规格完全相同的橡皮筋,实践表明还是蛮有难度的.当用到好几根橡皮筋时,虽然每次都把小车拉至同一位置,但是每条橡皮筋的形变量也不完全相同.这种设计的弊端是：由于橡皮筋捆绑在一起,当橡皮筋增加到好几根时,导致每一根橡皮筋的伸长量不完全相同.而且橡皮筋的规格不可能完全相同,功的倍数的测量可靠性不高.
“探究功和速度变化的关系”实验要解决的三个方面的问题.一是合外力为多少?位移为多少?二是物体的初末速度分别为多少?至于位移和速度都可以由打点计时器打出的纸带测量得出.最难的是合力的多少很难求出.因为初末速度不同所以物体的运动状态发生改变,所以作用在物体上的某一拉力F不太容易测量,也有一些老师对拉力F的测量做了一些改进,都因为误差太大没有推广的价值.教材中的不直接测量拉力F,而是改为测量功的倍数.这种做法的好处,就是可以回避拉力F的测量,也能找出W和v的关系.
把长木板改为水平的气垫导轨,教材中关于功的测量方法很巧妙我们继续应用,并加以拓展.其改进方法如下.
改进方案一气垫导轨调水平后,则不需要平衡摩擦力.如图3所示把气垫导轨放置在桌面上并调节气垫导轨直至水平.在气垫导轨的B点安装光电门,在A点支起一小物块（铁片）.其中OA段长为L,AB段长为x.第一次支起的小物块高度为h1,滑块由A点静止释放,小滑块的上方用橡皮泥粘一挡光片,当滑块滑到B点时由光电计时器测出挡光时间Δt1,再由v1dΔt1得出滑块的速度v1.第二次在A点支起另一小物块其高度为h2,滑块由A点静止释放,当滑块滑到B点时由光电计时器测出时间Δt2,再由v2dΔt2得出滑块的速度v2.第三次等
滑块所受到的合外力为F合等于mgsinθ等于mghL,
则合外力的功为W合等于F合x等于mgxsinθ等于mghlx,
第一次合外力做的功为W合1等于F合1x等于mgxsinθ1等于mgh1Lx,
第二次合外力做的功为W合2等于F合2x等于mgxsinθ2等于mgh2Lx,
等
由以上几个式子可得W合1W合2h1h2,
可以使得h1∶h2∶h3∶h4∶等等于1∶2∶3∶4∶等
然后做h-v图,或者h-v2图.这样做的好处是也不需要测功的具体值,每次在A点增加一块厚度相同的小铁片,则h的值成倍增加,则合外力的做的功也成倍的增加,这相当于教材中增加橡皮筋的条数.由于橡皮筋的规格不可能完全相同,所以这种改进应该比教材的改进要好.末速度由光电计时器测出,比打点计时器测量要精确些.所以这种改进方案要优于课本的方案.
这种改进的虽然能减小误差,但是需要的器材很先进,毕竟气垫导轨这样的先进的器材不是所有的中学实验室都有的.
改进方案二如果没有气垫导轨我们可以用普通的长木板,先放置在水平桌面上在B处安装光电计时器用来测定滑块滑到B处得速度.
首先将小滑块放到水平长木板上,如图4所示,然后支起一角度α,使得小滑块恰好匀速下滑,即平衡摩擦力,可得
在平衡摩擦力以后,保持OC不变使得BC加倍,即使得垫块厚度分别为1d、2d,垫块和长木板的接触点A始终不变如图6所示过A点作竖直线,可以得到两个直角三角形,相似比为1∶2,两个斜边之比也为AC1∶AC2等于1∶2.
根据上面的理论可知：物块在两个斜面的合外力分别为mgAC1OA,mgAC2OA,
则两个斜面的合外力之比为1∶2.使得这些长方体木块的高度之比为1∶2∶3∶等
就可以得到同一滑块受到的合外力之比为1∶2∶3等
由于滑块每次都从同一点A由静止开始下滑,则滑到同一点B,所以可以得出每一次合力的功之比也为1∶2∶3∶等运动到B点时的速度有光电计时器辅助测出.
然后做W-v图,或者W-v2图.这样做的好处是也不需要测功的具体值,W的值成倍增加,相当于增加橡皮筋的条数.由于橡皮筋的规格不可能完全相同,所以这种改进应该比教材的改进要好.末速度由光电计时器测出,比打点计时器测量要精确些.所以这种改进方案要优于课本的方案.本改进方案的缺点是：由于用到的力学和数学有点儿复杂,对于高一学生而言还是有一点难度.
结论：大学硕士与本科功毕业论文开题报告范文和相关优秀学术职称论文参考文献资料下载，关于免费教你怎么写功和能方面论文范文。
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