Question

18．某研究性学习小组做探究“橡皮筋做的功和物体速度变化的关系”的实验，实验开始前，他们提出了以下几种猜想：①w∝$\sqrt{v}$②w∝v③w∝v²．实验装置如图甲所示，图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形，这时橡皮筋对小车做的功记为W． 当我们用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放． 小车在实验中获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．

（1）实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动，应采取的措施是把木板的末端垫起适当高度以平衡摩擦力；
（2）每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的，为了计算出小车获得的速度，应选用纸带的点距均匀部分进行测量；
（3）同学们设计了以下表格来记录数据．其中w₁、w₂、w₃、w₄…表示橡皮筋对小车做的功，v₁、v₂、v₃、v₄、…表示物体每次获得的速度

实验次数	1	2	3	4	…
w	w1	w2	w3	w4	…
v	v1	v2	v3	v4	…

他们根据实验数据绘制了如图乙所示的w-v图象，由图象形状得出结论w∝v²．他们的做法是否合适？请说明理由：不合适．由曲线不能直接确定函数关系，应进一步绘制w-v²图象．

Answer 1

分析 （1）小车下滑时受到重力、细线的拉力、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）小车先在橡皮条的拉动下做加速运动，当橡皮条恢复原长时，拉力减为零，小车由于惯性继续做匀速运动，这时纸带点距均匀，应根据点距均匀的部分测量车速．
（3）W-v图象是曲线，不能直接判断函数关系，应作出W-v²．

解答 解：（1）小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，故可以将长木板的末段垫起适当的高度以平衡小车所受的摩擦力．
（2）橡皮条做功完毕，速度最大，小车做匀速运动，计算速度时要选取点距均匀的部分进行测量．
（3）由图知，W-v图象是曲线，不能直接判断函数关系，故应进一步作出W-v²．
故答案为：
（1）将长木板的末段垫起适当的高度以平衡小车所受的摩擦力．
（2）点距均匀．
（3）W-v图象是曲线，不能直接判断函数关系，应进一步作出W-v²

点评 本题考查验证动能定理实验规律，要注意明确实验原理是解决本题的关键，因此要分析清楚小车的运动，小车先加速和匀速，同时加强基础物理知识在实验中的应用．