Question

4．如圖所示，某研究性學(xué)習(xí)小組做探究“橡皮筋的功和物體速度變化的關(guān)系”的實驗，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…實驗時，每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放．每次實驗中小車獲得的穩(wěn)定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；（填“秒表”、“天平”或“刻度尺”）
（2）實驗時為了使小車只在橡皮筋作用下運動，應(yīng)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(shù)據(jù)記錄表，請通過計算填寫表格中帶有▲的數(shù)據(jù)；

物理量 數(shù)據(jù) 次數(shù)	橡皮筋做的功	10個均勻間隔的距離S（m）	10個間隔的時間T（s）	小車獲得的速度v（m/s）	小車速度的平方v2（m/s）2
1	W	0.200	0.2	1.0
2	2W	0.280	0.2	1.4
3	3W	0.340	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(guān)系應(yīng)是W_n∝v²（填“v”或“v²”），請你根據(jù)表中測定的數(shù)據(jù)自已定義坐標(biāo)軸，通過計算相關(guān)數(shù)據(jù)在答題卷的方格紙中作出相應(yīng)的圖象來驗證理論的正確性．

Answer 1

分析 （1）實驗中需要根據(jù)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(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）第4次橡皮筋做的功應(yīng)為4W，根據(jù)v=$\frac{s}{T}$求解速度；
（4）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，建立坐標(biāo)系，根據(jù)表格中數(shù)據(jù)描點，用平滑的曲線連接，從而得到圖象．

解答 解：（1）根據(jù)實驗原理可知，實驗中需要刻度尺測量計數(shù)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(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）第4次橡皮筋做的功應(yīng)為4W，小車獲得的速度$v=\frac{s}{T}=\frac{0.340}{0.2}=1.7m/s$，
（4）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．
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）4W；1.7；（4）v²；如圖所示

點評 明確實驗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．因此要加強基礎(chǔ)物理知識在實驗中的應(yīng)用．