Question

为了改进教材中“做功与速度变化”实验的不足，某物理研究性学习小组设计了如图（a）所示的实验装置，如图（b）为相对应的原理示意图。在带有刻度的圆弧形槽内放一很薄的比较光滑的塑料管A，弹簧的一端固定在塑料管A上，另一端与研究对象金属圆柱体接触，组成一弹射装置。金属圆柱体经弹簧做功后从塑料管的左端B弹出，在圆弧形槽内做匀减速直线运动，最后静止不动，通过位移d可以由圆弧形槽上刻度读出。该研究小组根据弹性势能公式，通过改变弹簧压缩量x来改变弹簧所做功，通过匀变速直线运动位移d求出金属圆柱体从B端射出时速度平方。

（1）为了运用图象的直线探究做功与速度变化关系，若以弹簧压缩量平方x2为纵坐标，则应以_________为横坐标。

（2）该研究小组通过改变x，多次测量d，得出如表所示的多组实验数据。试根据表中实验数据，在如图(c)所示的坐标上作出图线。根据图线得出_______________________________。

（3）若金属圆柱体的质量为m，弹簧的劲度系数为k，则根据所作图线可以求出____________物理量。

（4）试指出影响该实验精度的因素_________________________（至少一个）。

	x/mm	x2/mm2	d/mm
1	21	441	141
2	28	784	245
3	34	1156	356
4	39	1521	444

	（c）

 

Answer 1

（1）金属圆柱体通过位移d（2分）；

（2）d-x2图线如图所示（2分），在误差范围内，弹簧对物体做功与物体速度平方成正比（2分）；

（3）金属圆柱体与圆弧形槽间动摩擦因数（2分）；

（4）金属圆柱体与塑料管A间有摩擦，测量x和d时存在误差等（2分）。