(6分)

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,可得出合力对滑块做的功W与滑块通过光电门时的速度v的关系是              

 

 0  47592  47600  47606  47610  47616  47618  47622  47628  47630  47636  47642  47646  47648  47652  47658  47660  47666  47670  47672  47676  47678  47682  47684  47686  47687  47688  47690  47691  47692  47694  47696  47700  47702  47706  47708  47712  47718  47720  47726  47730  47732  47736  47742  47748  47750  47756  47760  47762  47768  47772  47778  47786  176998 

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