功與速度關系實驗設計

精品文檔-下載后可編輯功與速度關系實驗設計一設計原理

實現(xiàn)同一實驗目標可以有多種實驗設計方案，教材中提供的方案有時也不一定是最好的一種，而只是眾多方案中比較可行的一種。實驗的設計應該因地制宜。特別是隨著新課標的實施，尚無現(xiàn)成儀器購買的情況下，往往需要自己設計制作一些實驗。如何優(yōu)化實驗設計，提高實驗的可行性，是我們必須考慮的問題。

實驗的設計應遵循一系列原則。例如：正確性原則，實驗的設計首先應該能夠真實地反映客觀規(guī)律，實現(xiàn)實驗目的?？梢曅栽瓌t，實驗的設計應該現(xiàn)象明顯，直觀。簡便性原則，實驗的設計方案應該操作簡便，操作不能太費時費力，實驗裝置不可過于繁雜，各量盡量簡便易測。精確性原則，實驗中產(chǎn)生的誤差我們無法消除，但是我們可以想辦法減小，減小實驗誤差以便更好地探究客觀規(guī)律。經(jīng)濟性原則，因地制宜選擇實驗時現(xiàn)成材料或者學校當?shù)啬芊奖惬@取的材料?？紤]材料的成本因素。安全性原則，包括人身和器材的安全，環(huán)境安全。設計方案應該盡量避免對操產(chǎn)生人身危害的可能性，設計方案也應該考慮到器材的安全，怎樣達到在實現(xiàn)實驗目的的同時減少材料的耗損，

二設計方案

探究橡皮筋對小車做的功及小車獲得的速度的定量關系。首先在材料的選擇上，我們改用了P2108型斜面小車這套儀器，斜面小車的實驗早在十幾年前的教材中出現(xiàn)過，因此，不少學校實驗室有，不必另行定制或購買。并且這套儀器中配備的木板一側(cè)表有刻度，正好滿足實驗需求。木板表面也較為平整，摩擦力不會很大。實驗中改變橡皮筋的條數(shù)來改變做功的數(shù)量，當橡皮筋條數(shù)成倍增加的同時，所做的功也成倍增加。這一設計雖然避免了對功的測量，但是要求各條橡皮筋做功一致，對實驗中所使用的橡皮筋有一定要求。市售的肉色橡皮圈彈性不一，不能控制功成整數(shù)倍增加。日常在衣褲中使用的圓形或者變形橡皮筋彈力太足，當橡皮筋條數(shù)多時，小車速度將很快，實驗不平穩(wěn)，小車易摔壞，紙帶上打點較少，不便測量。另外，橡皮筋較粗，與釘子和小車相連后很難控制各條橡皮筋長短一致，只有長短一致，才能使其做功一致。因此我們可以采用市面上用細橡皮筋，跟松緊帶中抽出的橡皮筋差不多，能夠很好滿足實驗要求。用回形針來連接木板上的釘子和小車，操作簡便，回形針采用同一模型制作，形狀長短基本一致，這樣可以使橡皮筋加上兩頭回形針總長度基本一致。

操作要領，實驗中需控制橡皮筋加兩頭回形針長度一致，橡皮筋伸長長度一致，實踐證明控制橡皮筋跟回形針總長約30cm，伸長20cm左右比較好。由于小車與木板有摩擦，橡皮筋釋放后，小車并不做勻速直線運動，我們可以在木板下墊一本每人都有的物理教科書，移動書離木板一端的距離可以調(diào)節(jié)斜面傾角，達到平衡摩擦力的要求。調(diào)節(jié)斜面傾角，讓小車在斜面上自由滑行，打點，當點與點之間間距基本一致時，說明小車做勻速運動，已經(jīng)平衡了摩擦力。橡皮筋和回形針的連接法見圖，這樣連接可以控制長度一致，打結(jié)過程中往往會改變橡皮筋預想的長度，減少打結(jié)機會也就是減少誤差產(chǎn)生機會。紙帶在移動過程中應盡量減小與限位控的摩擦，實驗前應將卷曲的紙帶用手刮平整，紙帶不要斜拉。為了提高實驗精度可以在同一實驗條件下多打幾條紙帶取平均值。紙帶上點的選擇，應該選擇連續(xù)的點與點間距最大并且?guī)缀跸嗤囊欢巍?/p>

數(shù)據(jù)的處理。實驗數(shù)據(jù)的處理可以借助Excel，使用圖表向?qū)У玫焦εc速度關系圖，在添加趨勢線對話框中逐次嘗試一次函數(shù)，二次函數(shù)等類型。避免了手工數(shù)據(jù)處理的繁雜，能較快得到結(jié)論。

三數(shù)據(jù)記錄：

實驗裝置

實驗數(shù)據(jù)

w2w3w4w5w6w

位移S（cm）7.4510.8013.1515.0016.8018.40

V(m/s)0.7451.0801.3151.5001.6801.837