Question

为了探究物体做功与物体速度变化的关系，现提供如图所示的器材，让小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行，请思考探究思路并回答下列问题（打点计时器交流电频率为50Hz）
（1）为了消除摩擦力的影响应采取什么措施？______．
（2）当我们分别用同样的橡皮筋1条、2条、3条…..并起来进行第一次、第二次、第三次…..实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度应保持一致，我们把第一次实验时橡皮筋对小车做的功记为W．
（3）由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器和纸带测出，如图所示是其中四次实验打出的纸带．
（4）试根据第（2）、（3）项中的信息，填写下表．

次数	1	2	3	4
橡皮筋对小车做功	______	______	______	______
小车速度v（m/s）	______	______	______	______
V2（m2/s2）	______	______	______	______

从表中数据可得出的结论：______．

Answer 1

【答案】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，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段垫高；
（2）根据实验原理可知，橡皮筋条数和做功倍数相同，若一根做功为W，则两根做功为2W，以此类推，小车做匀速直线运动时的速度是最大速度，据此可求出小车最大速度大小．
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，故可以将长木板的一段垫高，使小车匀速下滑．
故答案为：将木板固定有打点计时器的一端垫起适当的高度，使小车缓慢匀速下滑．
（2）该实验中采用相同规格的橡皮筋，拉伸相同的长度，因此橡皮筋条数和做功倍数相同，若一根做功为W，则两根做功为2W，以此类推；
纸带上点距均匀时，表示小车已经做匀速直线运动，据此可求出小车做匀速运动时的速度大小，此时的速度即为小车的最大速度，由此完成表格中数据如下所示：

次数	1	2	3	4
橡皮筋对小车做功	W	2W	3W	4W
小车速度v（m/s）	1.0	1.415	1.73	2.0
v2（m2/s2）	1.0	2.0	3.0	4.0

由表中数据可知：橡皮筋对小车做功与小车速度的平方成正比．
故答案：橡皮筋对小车做功与小车速度的平方成正比．
点评：明确了该实验的实验原理以及实验目的，即可了解具体操作的含义，以及如何进行数据处理．