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    2．小明同学设计了一个实验来探究自行车动能的变化与其克服阻力做功的关系．实验的主要步骤是：
    ①找一段平直的路面，并在路面上画一道与运动方向垂直的起点线；
    ②骑上自行车用较快速度驶过起点线，并同时从车把手处自由释放一团很容易辨别的橡皮泥；
    ③车驶过起点线后就不再蹬自行车脚蹬，让车依靠惯性沿直线继续前进；
    ④待车停下，记录自行车停下时终点的位置；
    ⑤用卷尺量出起点线到橡皮泥落地点间的距离s、起点线到自行车终点的距离L及车把手处离地高度h．
    ⑥用电子秤测出小明和自行车的总质量为m．
    若自行车在行驶中所受的阻力为f并保持恒定．
    （1）自行车经过起点线时的速度v=$s\sqrt{\frac{g}{2h}}$；（用己知的物理量和所测量得到的物理量表示）
    （2）自行车经过起点线后克服阻力做功W=fL；（用己知的物理量和所测量得到的物理量表示）
    （3）多次改变自行车经过起点时的初速度，重复上述实验步骤②～④，则每次只需测量上述物理量中的s和L，就能通过数据分析达到实验目的．
    （4）若有$fL=\frac{mg{s}^{2}}{4h}$，可以验证动能定理成立．

    分析 （1）橡皮泥释放后作平抛运动，根据平抛知识求出橡皮筋的初速度便知道了自行车经过起点线的速度．
    （2）由于车驶过起点线后就不再蹬自行车脚蹬，让车依靠惯性沿直线继续前进，因此该过程中只有阻力做功，
    （3）根据（1）（2）所写表达式，即可正确解答本题；
    （4）如果克服阻力做的功等于自行车动能的变化量，则动能定理成立．

    解答 解：（1）释放橡皮筋时的速度与车速相等，橡皮泥做平抛运动，有：
    s=vt
    $h=\frac{1}{2}g{t}^{2}$
    所以解得：v=$s\sqrt{\frac{g}{2h}}$．
    （2）由于阻力是恒定的因此阻力做功为：W=fL．
    （3）由于车把手到地面的高度是一定的，阻力是恒定的，因此每次试验只要测量s和L即可．
    （4）如果克服阻力做的功等于自行车动能的变化量，则动能定理成立，即满足$fL=\frac{1}{2}m{v}^{2}=\frac{mg{s}^{2}}{4h}$．
    故答案为：（1）$s\sqrt{\frac{g}{2h}}$；（2）fL；（3）s；L；  （4）$fL=\frac{{mg{s^2}}}{4h}$．

    点评 本题为创新实验，是教材中没有的，对于这类实验，要根据题目叙述，明确了实验原理便找到了解决问题的突破口．

    练习册系列答案
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