【高中物理】小车又双叒来了——用数字化仪器做“合外力做功和速度的关系”实验
今日实验:合外力做功和速度的关系(来源:人教版高中物理必修2第七章)
(一)实验材料
电脑1台(Logger Pro软件),采集器LabQuest 2或LabQuest mini 1个,光电门传感器(VPG-BTA)2个,动力导轨小车(VDS)1套,滑轮(SPA)1个,滑轮支架(B-SPA)1个。
(二)实验步骤
1、实验器材的连接:
组装小车动力系统如下图,并通过采集器连接到电脑上;
注:为小车上安装宽度为0.006米的圆柱形档光条,调整光电门的位置使小车及挡光片能够顺利通过并挡光。
2、设置实验所需各类数据变量
(1)删除右侧两副数据图,调整剩下数据图的大小(鼠标右键点击数据图-删除)
删除实验不需要的数据变量(菜单-数据-删除栏)并定义实验所需数据通过光电门的速度v、v2、小车所受到得拉力F、小车通过的距离s、小车所做的功W、小车的动能变化量Ek。
(2)分别设置表选项、图选项以及表选项
3、点击数据采集按钮,将采集时间加长、这里设置为500秒。
4、点击采集按钮开始采集,然后让砝码自由下落,小车在拉力作用下其通光电门(注意操作中不要发生误挡光)并采集数据。当小车经过光闸后改变小车位移并重复该动作(这里重复5次),得出数据,并用自动比例按钮调整数据图。
5、收好仪器,整理实验桌。
(三)实验分析
数据表
点击线性拟合按钮:
数据图
小车所受合外力做的功W和速度的平方v2拟合所成直线斜率近似等于0.26=1/2*m,
由此我们实验可以表明W =Ek=1/2*m*v2
(四)问题分析
此实验前务必用水平仪将轨道调平,否则小车所受合外力做的功变得复杂。