Question

20．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）同学们设计了以如表格来记录数据．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）橡皮条做功完毕，速度最大，做匀速运动，计算速度时要选取点距均匀的部分；
（3）要得出物理量之间的定量关系，必须做出线性关系图线．

解答 解：（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）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）他们的做法不合适．由曲线不能直接确定函数关系，要确定它们之间的定量关系，需作出线性关系图线，所以应进一步绘制w-v²图象．
故答案为：（1）把木板的末端垫起适当高度以平衡摩擦力；（2）点距均匀；（3）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．

点评 本题关键要明确小车的运动情况，先加速，再匀速，最后减速，橡皮条做功完毕，速度最大，做匀速运动，因此明确实验原理是解答本题的关键．