Question

3．如圖1所示，是某研究性學習小組做探究“橡皮筋做的功和物體速度變化的關系”的實驗，圖甲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，橡皮筋對小車做的功記為W．當我們用2條、3條…完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次…實驗時，每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放．小車每次實驗中獲得的速度由打點計時器所打的紙帶測出．

（1）除了圖中的已給出的實驗器材外，還需要的器材有刻度尺；
（2）實驗時為了使小車只在橡皮筋作用下運動，應采取的措施是將長木板的一端墊高平衡小車所受摩擦力；
（3）下面是本實驗的數據記錄表，請將第2次、第3次…實驗中橡皮筋做的功填寫在對應的位置；

	橡皮筋做的功	10個間隔的距離S（m）	10個間隔的時間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
2		0.280	0.2
3		0.300	0.2
4		0.400	0.2
5		0.450	0.2

（4）從理論上講，橡皮筋做的功W_n 和物體速度v_n 變化的關系應是W_n∝v²．請你運用數據表中測定的數據在圖2所示的坐標系中作出相應的圖象驗證理論的正確性．

Answer 1

分析 （1）實驗中需要根據所打點之間的距離，計算物體的速度，因此需要的儀器還有刻度尺；
（2）小車下滑時受到重力、細線的拉力、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）根據表格中的數據，抓住相等時間內的位移得出速度的變化，從而確定橡皮筋做功的大小；
（4）v-W圖象是曲線，不能直接判斷函數關系，應進一步作出W-v²，建立坐標系，根據表格中數據描點，用平滑的曲線連接，從而得到圖象．

解答 解：（1）根據實驗原理可知，實驗中需要刻度尺測量計數點之間的距離，來計算物體的速度，所以要用到刻度尺．
（2）小車下滑時受到重力、細線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應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）我們把1根橡皮筋對小車做的功記為1W，作為功的一個計量單位．當我們用2條、3條…完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次…實驗時，橡皮筋做的功分別是2W，3W，4W，5W…
（4）v-W圖象是曲線，不能直接判斷函數關系，應進一步作出W-v²，作出功與速度平方關系的圖象如圖所示．
故答案為：（1）刻度尺；（2）將長木板的一端墊高平衡小車所受摩擦力；（3）2W、3W、4W、5W；（4）v²；如圖所示

點評 明確實驗原理是解決本題的關鍵，要靈活選擇坐標，作出圖象，直觀判斷結論．因此要加強基礎物理知識在實驗中的應用．