Question

如圖1所示，是某研究性學(xué)習(xí)小組做探究“橡皮筋做的功和物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，圖中是小車在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行的情形，這時(shí)，橡皮筋對小車做的功記為W．當(dāng)我們用2條、3條…完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次…實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放．小車每次實(shí)驗(yàn)中獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測出．

（1）除了圖中的已給出的實(shí)驗(yàn)器材外，還需要的器材有導(dǎo)線、開關(guān)

刻度尺

、

4-6低壓交流電源

；
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)為了使橡皮筋對小車的彈力為小車所受的合外力，應(yīng)采取的措施是

墊高長木板的左端，平衡摩擦力

；
（3）下面是本實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)記錄表

	橡皮筋做的功	10個(gè)間隔的距離S（m）	10個(gè)間隔的時(shí)間T（s）	小車獲得的速度vn（m/s）	小車速度的平方vn2（m/s）2
1	W	0.200	0.2	1.00	1.00
2	2W	0.280	0.2	1.40	1.96
3	3W	0.300	0.2	1.50	2.25
4	4W	0.400	0.2	2.00	4.00
5	5W	0.447	0.2	2.23	4.97

根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得到的數(shù)據(jù)，請選擇合理的坐標(biāo)在方格紙（圖2）中作出功與速度關(guān)系的圖象．
（4）根據(jù)你所作出的圖象，你認(rèn)為功與速度的關(guān)系是

W∝v²

．

Answer 1

分析：（1）實(shí)驗(yàn)中需要根據(jù)所打點(diǎn)之間的距離，計(jì)算物體的速度，因此需要的儀器還有刻度尺；實(shí)驗(yàn)中需要用到電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，必須提供4-6低壓交流電源．
（2）小車下滑時(shí)受到重力、細(xì)線的拉力、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）建立坐標(biāo)系，根據(jù)表格中數(shù)據(jù)描點(diǎn)，用平滑的曲線連接，從而得到圖象．
（4）根據(jù)圖象的形狀，結(jié)合數(shù)學(xué)知識進(jìn)行分析功與速度的關(guān)系．

解答：解：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，實(shí)驗(yàn)中需要刻度尺測量計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離，來計(jì)算物體的速度，所以要用到刻度尺．
為了能讓電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作，必須提供4-6低壓交流電源．故缺少刻度尺和4-6低壓交流電源．
（2）小車下滑時(shí)受到重力、細(xì)線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應(yīng)該用重力的下滑分量來平衡摩擦力，故可以將長木板的一端墊高平衡小車所受的摩擦力．
（3）v-W圖象是曲線，不能直接判斷函數(shù)關(guān)系，應(yīng)進(jìn)一步作出W-v²．作出功與速度平方關(guān)系的圖象如圖所示．
（4）因?yàn)関²-W線是過原點(diǎn)的直線，所以W∝v²．
故答案為：（1）刻度尺、4-6低壓交流電源；（2）墊高長木板的左端，平衡摩擦力；（3）作出功與速度平方關(guān)系的圖象如圖所示；（4）W∝v²．

點(diǎn)評：明確實(shí)驗(yàn)原理是解決本題的關(guān)鍵，要靈活選擇坐標(biāo)，作出圖象，直觀判斷結(jié)論．因此要加強(qiáng)基礎(chǔ)物理知識在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用．