Question

12．為了探究做功與物體速度變化間的關系，現(xiàn)提供如圖（1）所示的裝置，讓小車在橡皮筋的作用下彈出后，沿木板滑行，請思考探究思路并回答下列問題（打點計時器所接交流電頻率為50Hz）．
（1）為了消除摩擦力的影響應采取什么措施：將木板固定有打點計時器的一端墊起適當?shù)母叨�，使小車緩慢勻速下滑．�?br />（2）當我們分別用同樣的橡皮筋1條、2條、3條…并起來分別進行第1次、第2次、第3次…實驗時，每次實驗中橡皮筋拉伸的長度都應該保持一致，我們把第1次實驗時橡皮筋對小車做的功記為W；
（3）由于橡皮筋對小車做功而使小車獲得的速度可以由打點計時器打出的紙帶測出，如圖（2）所示是其中四次實驗打出的部分紙帶；

（4）試根據(jù)第（2）、（3）步驟中的信息，填寫表；

次數(shù)	1	2	3	4
橡皮筋對小車做功	W
小車速度v（m/s）
v2（m2/s2）

（5）試在圖（3）、（4）中作出相應的函數(shù)圖象：

（6）實驗結論是：橡皮筋對小車做功與小車速度的平方成正比．

Answer 1

分析 小車下滑時受到重力、細線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應該用重力的下滑分量來平衡摩擦力，故可以將長木板的一段墊高；根據(jù)實驗原理可知，橡皮筋條數(shù)和做功倍數(shù)相同，若一根做功為W，則兩根做功為2W，以此類推，小車做勻速直線運動時的速度是最大速度，據(jù)此可求出小車最大速度大�。桓鶕�(jù)描點法作出W-v圖象和W-v²圖象．

解答 解：（1）小車下滑時受到重力、細線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應該用重力的下滑分量來平衡摩擦力，故可以將長木板的一段墊高，使小車勻速下滑．
（4）該實驗中采用相同規(guī)格的橡皮筋，拉伸相同的長度，因此橡皮筋條數(shù)和做功倍數(shù)相同，若一根做功為W，則兩根做功為2W，以此類推；
紙帶上點距均勻時，表示小車已經(jīng)做勻速直線運動，據(jù)此可求出小車做勻速運動時的速度大小，此時的速度即為小車的最大速度，由此完成表格中數(shù)據(jù)如下所示：

次數(shù)	1	2	3	4
橡皮筋對小車做功	W	2W	3W	4W
小車速度v（m/s）	1.00	1.415	1.73	2.00
v2（m2/s2）	1.00	2.00	3.00	4.00

（5）根據(jù)描點法，作出W-v圖象和W-v2圖象，如圖所示：

（6）根據(jù)圖象可知：橡皮筋對小車做功與小車速度的平方成正比．
故答案為：（1）將木板固定有打點計時器的一端墊起適當?shù)母叨�，使小車緩慢勻速下滑�?br />（4）如表格所示；
（5）如上圖所示；
（6）橡皮筋對小車做功與小車速度的平方成正比．

點評 此題的關鍵是熟悉橡皮筋拉小車探究做功與物體速度變化的關系實驗步驟細節(jié)和原理，知道平衡摩擦力，能根據(jù)作圖法畫圖，難度適中．