Question

6．某研究性学习小组做探究“橡皮筋做的功和物体速度变化的关系”的实验，实验开始前，他们提出了以下几种猜想：①$w∝\sqrt{v}$②w∝v③w∝v²．实验装置如图所示，图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形，这时橡皮筋对小车做的功记为W． 当我们用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放． 小车在实验中获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．

（1）实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动，应采取的措施是将长木板的末段垫起适当的高度以平衡小车所受的摩擦力；
（2）每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的，为了计算出小车获得的速度，应选用纸带的点距均匀部分进行测量；
（3）同学们设计了以下表格来记录数据．其中w₁、w₂、w₃、w₄…表示橡皮筋对小车做的功，v₁、v₂、v₃、v₄、…表示物体每次获得的速度

实验次数	1	2	3	4	…
w	w1	w2	w3	w4	…
v	v1	v2	v3	v4	…

他们根据实验数据绘制了如图乙所示的w-v图象，由图象形状得出结论w∝v²．他们的做法是否合适？请说明理由：不合适．W-v图象是曲线，不能直接判断函数关系，应进一步作出W-v²．

Answer 1

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，需要采取平衡摩擦力的措施；
（2）小车先在橡皮条的拉动下做加速运动，当橡皮条恢复原长时，拉力减为零，小车由于惯性继续做匀速运动，这时纸带点距均匀，应根据点距均匀的部分测量车速．
（3）W-v图象是曲线，不能直接判断函数关系，应作出W-v²图象．

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，故可以将长木板的末段垫起适当的高度以平衡小车所受的摩擦力．
（2）橡皮条做功完毕，速度最大，小车做匀速运动，计算速度时要选取点距均匀的部分进行测量．
（3）由图知，W-v图象是曲线，不能直接判断函数关系，应进一步作出W-v²．
故答案为：
（1）将长木板的末段垫起适当的高度以平衡小车所受的摩擦力．
（2）点距均匀．
（3）不合适．W-v图象是曲线，不能直接判断函数关系，应进一步作出W-v²．

点评 明确实验原理是解决本题的关键，因此要分析清楚小车的运动，小车先加速和匀速，同时加强基础物理知识在实验中的应用．