Question

14．用如图所示的装置探究“功与物体速度变化的关系”实验时．先适当垫高木板，然后由静止释放小车，小车在橡皮条弹力的作用下被弹出，沿木板滑行．小车滑行过程中带动通过打点计器的纸带，记录共运动情况．观察发现纸带前面部分点迹疏密不匀，后面部分点迹比较均匀，回答下列问题：
（1）适当垫高木板是为了平衡摩擦力；
（2）通过纸带求小车速度时，应使用纸带的后面部分（填“全部”、“前面部分”或“后面部分”）；
（3）若实验作了n次，所用橡皮条分别为1根、2根…n根，通过纸带求出小车的速度分别为v₁、v₂…v_n，用W表示橡皮条对小车所做的功，作出的W-v²图线是一条过坐标原点的直线，这说明W与v²的关系是W与v²成正比．

Answer 1

分析 （1）为使橡皮筋做功等于合外力做功，实验前应把木板的一端适当垫高以平衡摩擦力．
（2）利用橡皮筋探究功与速度变化关系的实验时，小车的运动是先加速后匀速，最后匀速的速度为最大速度，即为所求速度．
（3）根据作出的图象分析两者间的关系．

解答 解：（1）为使橡皮筋做功等于合外力做功应平衡摩擦力，适当垫高木板是为了平衡摩擦力．
（2）小车在橡皮筋拉力作用下做加速运动，橡皮筋做功完毕小车做匀速直线运动，
橡皮筋拉力对小车所做的功全部完成后，打出来的点才能反映物体的速度．所以应使用纸带的后面匀速部分．
（3）由题意可知，W-v²图线是一条过坐标原点的直线，说明W与v²成正比．
故答案为：（1）平衡摩擦力；（2）后面部分；（3）W与v²成正比．

点评 本题考查了探究功与速度变化的关系实验的实验原理、实验操作规范、误差来源，通过选取几条完全相同的橡皮筋是功成倍增加来化解变力做功的测量难点．