Question

18．如图2为“探究做功和物体速度变化关系”的实验装置，小车在并在一起的相同的伸长橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．

	橡皮筋做功Wn	10个间隔距离x（m）	10个间隔时间T（s）	小车获得速度vn（m/s）	小车速度的平方vn（m/s）${\;}^{{2}^{2}}$
1	W	0.2880	0.2	1.44	2.07
2	2W	0.4176	0.2	2.09	4.36
3	3W	0.4896	0.2	2.45	5.99
4	4W	0.5904	0.2	2.95	8.71
5	5W	0.6480	0.2	3.24	10.50

（1）实验中通过改变橡皮筋的数量，而不是改变橡皮筋的伸长量，来探究橡皮筋对小车的做功情况，这样做的好处是便于定量表示橡皮筋做功的大小．
（2）为了保证合力对小车所做的功就等于橡皮筋所做的功，实验可采用垫高斜面末端，平衡摩擦力的措施．（3）下表为一同学实验记录的数据，W代表一根橡皮筋所做的功．请运用表中测定的数   据如图1所示的坐标系中作出相应的图象，进一步可探究出橡皮筋做的功Wn和物体速度v_n变化的关系为：W_n与v_n²成正比．

Answer 1

分析 （1）该实验中利用相同橡皮筋形变量相同时对小车做功相同，通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加，这个设计很巧妙地解决了直接去测量力和计算功的困难；
（2）该实验要平衡摩擦力；
（3）根据动能定理可知，合外力做的功应等于物体动能的变化量，所以W与v²成正比，用描点法作出图象．

解答 解：（1）该实验中利用相同橡皮筋形变量相同时对小车做功相同，通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加，这个设计很巧妙地解决了直接去测量力和计算功的困难，所以通过改变橡皮筋的数量，而不是改变橡皮筋的伸长量，这样做的好处是便于定量表示橡皮筋做功的大小；
（2）为了保证合力对小车所做的功就等于橡皮筋所做的功，实验可采用垫高斜面末端的方法来平衡摩擦力，
（3）由动能定理可知，合外力做的功应等于物体动能的变化量，所以W与v²成正比，即
W_n∝v_n²，根据表中实验数据，应用用描点法作图，图象如图所示：

由图象可得W_n与v_n²成正比．
故答案为：
（1）便于定量表示橡皮筋做功的大小（2）垫高斜面末端，平衡摩擦力；
（3）如图所示；W_n与v_n²成正比

点评 本题关键要明确该实验的实验原理、实验目的，即可了解具体操作的含义，以及如何进行数据处理，数据处理时注意数学知识的应用，难度适中．