Question

14．如圖甲所示，是某研究性學(xué)習(xí)小組做探究“橡皮筋做的功和物體速度變化的關(guān)系”的實驗，圖中是小車在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行的情形，這時橡皮筋對小車做的功記為W． 當(dāng)我們用2條、3條…完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次…實驗時，每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放．小車每次實驗中獲得的速度由打點計時器所打的紙帶測出．

（1）實驗時為了使小車只在橡皮筋作用下運動，應(yīng)采取的措施是；
（2）每次實驗得到的紙帶上的點并不都是均勻的，為了測量小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的部分進行測量；
（3）下面是本實驗的數(shù)據(jù)記錄表，請將第2次、第3次…實驗中橡皮筋做的功填寫在對應(yīng)的位置；

次數(shù)/數(shù)據(jù)/物理量	橡皮筋做的功Wn	10個間隔的距離S、時間T		小車速度vn	小車速度平方vn2
1	W	0.200m	0.2s	1.0	1.0
2	2W	0.280m	0.2s	1.4	1.96
3	3W	0.300m	0.2s	1.5	2.25
4	4W	0.400m	0.2s	2.0	4.0
5	5W	0.450m	0.2s	2.25

（4）從理論上講，橡皮筋做的功W_n和物體速度v_n變化的關(guān)系應(yīng)是W_n∝v_n²． 請你運用數(shù)據(jù)表中測定的數(shù)據(jù)，在如圖乙所示的坐標系中作出相應(yīng)的圖象驗證理論的正確性；
（5）若在實驗中你做出的圖線與理論的推測不完全一致，你處理這種情況的做法是：分析誤差來源或改進試驗方案或測量手段，重新進行試驗．

Answer 1

分析 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，需要采取平衡摩擦力的措施．
2、橡皮條做功完畢，速度最大，做勻速運動，計算速度時要選取點距均勻的部分．
3、根據(jù)勻速直線運動的位移公式x=vt求得各點的速度．
4、根據(jù)動能定理可知，合外力做的功應(yīng)等于物體動能的變化量，所以W與v²成正比，用描點法作出圖象．

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(yīng)該用重力的下滑分量來平衡摩擦力，故可以將長木板的一端墊高平衡小車所受的摩擦力．
（2）紙帶在橡皮條的作用下做加速運動，橡皮條做功完畢，則速度達到最大，此后做勻速運動，因此勻速時的速度即為該過程中的最大速度，故為了測量小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶點距均勻部分測量；
（3）我們把1根橡皮筋對小車做的功記為1W，作為功的一個計量單位．當(dāng)我們用2條、3條…完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次…實驗時，橡皮筋做的功分別是2W，3W，4W，5W…
（4）v-W圖象是曲線，不能直接判斷函數(shù)關(guān)系，應(yīng)進一步作出W-v²，作出功與速度平方關(guān)系的圖象如圖所示．

（5）若在實驗中你作出的圖線與理論的推測不完全一致，你處理這種情況的做法是：分析誤差來源或改進試驗方案或測量手段，重新進行試驗；千萬不可以隨意修改數(shù)據(jù)．
故答案為：（1）把木板的末端墊起適當(dāng)高度以平衡摩擦力；
（2）點距均勻；
（3）

次數(shù)/數(shù)據(jù)/物理量	橡皮筋做的功Wn	10個間隔的距離S、時間T		小車速度vn	小車速度平方vn2
1	W	0.200m	0.2s	1.0	1.0
2	2W	0.280m	0.2s	1.4	1.96
3	3W	0.300m	0.2s	1.5	2.25
4	4W	0.400m	0.2s	2.0	4.0
5	5W	0.450m	0.2s	2.25

（4）v_n²；
（5）分析誤差來源或改進試驗方案或測量手段，重新進行試驗；千萬不可以隨意修改數(shù)據(jù)．

點評 本題關(guān)鍵要明確小車的運動情況，先加速，再勻速，最后減速，橡皮條做功完畢，速度最大，做勻速運動，因此明確實驗原理是解答本題的關(guān)鍵．