Question

3．如图1所示，是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，图甲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．小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．

（1）除了图中的已给出的实验器材外，还需要的器材有刻度尺；
（2）实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动，应采取的措施是将长木板的一端垫高平衡小车所受摩擦力；
（3）下面是本实验的数据记录表，请将第2次、第3次…实验中橡皮筋做的功填写在对应的位置；

	橡皮筋做的功	10个间隔的距离S（m）	10个间隔的时间T（s）	小车获得的速度vn（m/s）	小车速度的平方vn2 （m/s）2
1	W	0.200	0.2
2		0.280	0.2
3		0.300	0.2
4		0.400	0.2
5		0.450	0.2

（4）从理论上讲，橡皮筋做的功W_n 和物体速度v_n 变化的关系应是W_n∝v²．请你运用数据表中测定的数据在图2所示的坐标系中作出相应的图象验证理论的正确性．

Answer 1

分析 （1）实验中需要根据所打点之间的距离，计算物体的速度，因此需要的仪器还有刻度尺；
（2）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；
（3）根据表格中的数据，抓住相等时间内的位移得出速度的变化，从而确定橡皮筋做功的大小；
（4）v-W图象是曲线，不能直接判断函数关系，应进一步作出W-v²，建立坐标系，根据表格中数据描点，用平滑的曲线连接，从而得到图象．

解答 解：（1）根据实验原理可知，实验中需要刻度尺测量计数点之间的距离，来计算物体的速度，所以要用到刻度尺．
（2）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，故可以将长木板的一端垫高平衡小车所受的摩擦力．
（3）我们把1根橡皮筋对小车做的功记为1W，作为功的一个计量单位．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，橡皮筋做的功分别是2W，3W，4W，5W…
（4）v-W图象是曲线，不能直接判断函数关系，应进一步作出W-v²，作出功与速度平方关系的图象如图所示．
故答案为：（1）刻度尺；（2）将长木板的一端垫高平衡小车所受摩擦力；（3）2W、3W、4W、5W；（4）v²；如图所示

点评 明确实验原理是解决本题的关键，要灵活选择坐标，作出图象，直观判断结论．因此要加强基础物理知识在实验中的应用．