气垫导轨工作时,空气从导轨表面的小孔喷出,在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层,使滑块不与导轨表面直接接触,故滑块运动时受到的阻力大大减小,可以忽略不计。为了探究做功与物体动能之间的关系,在气垫导轨上放置一带有遮光片的滑块,滑块的一端与轻弹簧相接,弹簧另一端固定在气垫导轨的一端,将一光电门P固定在气垫导轨底座上适当位置(如图1),使弹簧处于自然状态时,滑块上的遮光片刚好位于光电门的挡光位置,与光电门相连的光电计时器可记录遮光片通过光电门时的挡光时间。实验步骤如下:

      ①用游标卡尺测量遮光片的宽度d

      ②在气垫导轨上适当位置标记一点A(图中未标出,AP间距离远大于d),将滑块从A点由静止释放.由光电计时器读出滑块第一次通过光电门时遮光片的挡光时间t

      ③利用所测数据求出滑块第一次通过光电门时的速度v

      ④更换劲度系数不同而自然长度相同的弹簧重复实验步骤②③,记录弹簧劲度系数及相应的速度v,如下表所示:

弹簧劲度系数

k

2k

3k

4k

5k

6k

v (m/s)

0.71

1.00

1.22

1.41

1.58

1.73

v2  (m2/s2

0.50

1.00

1.49

1.99

2.49

2.99

v3  (m3/s3

0.36

1.00

1.82

2.80

3.94

5.18

      (1)测量遮光片的宽度时游标卡尺读数如图2所示,读得d               m;

      (2)用测量的物理量表示遮光片通过光电门时滑块的速度的表达式v              

      (3)已知滑块从A点运动到光电门P处的过程中,弹簧对滑块做的功与弹簧的劲度系数成正比,根据表中记录的数据,可得出弹簧对滑块做的功W与滑块通过光电门时的速度v的关系是              

 0  42443  42451  42457  42461  42467  42469  42473  42479  42481  42487  42493  42497  42499  42503  42509  42511  42517  42521  42523  42527  42529  42533  42535  42537  42538  42539  42541  42542  42543  42545  42547  42551  42553  42557  42559  42563  42569  42571  42577  42581  42583  42587  42593  42599  42601  42607  42611  42613  42619  42623  42629  42637  176998 

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