Question

如圖是某小組探究“合力的功和物體速度變化關(guān)系”的實驗，小車在一條橡皮筋作用下彈出后沿木板滑行，此時橡皮筋對小車做的功記為W；然后用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，每次實驗中橡皮筋伸長的長度都相同，實驗中小車獲得的速度由打點計時器所打的紙帶測出．（1）除了圖中已有的實驗器材外，還需要導(dǎo)線、開關(guān)、刻度尺和

交流電源

；

	橡皮筋做功	10個間距離x/m	10個間隔時間T/s	小車獲得速度Vn（m/s）	小車速度的平方Vn2/（m/s）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

（2）木板傾斜的目的是為了

平衡摩擦力

；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∝

v

2 n

；請運用表中測定的數(shù)據(jù)在所給的坐標(biāo)系中作出相應(yīng)的圖象，并驗證理論的正確性．

Answer 1

分析：（1）注意打點計時器用的是交流電源；
（2）該實驗中，要使橡皮筋對小車的拉力為小車所受合外力，需要進行摩擦力的操作，即將木板傾斜，根據(jù)功能關(guān)系可知，應(yīng)該有W_n∝

v

2 n

，利用描點法得出圖象可以進一步驗證這一點．

解答：解：（1）該實驗中需要通過打點計時器來測量物體的速度，打點計時器使用的電源為交流電源．
（2）該實驗中，要使橡皮筋對小車的拉力為小車所受合外力，需要進行摩擦力的操作，因此木板傾斜的目的是為了平衡摩擦力．
由動能定理可知，合外力做的功應(yīng)等于物體動能的變化量，所以W與v²成正比，即W_n∝v_n²，
根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)，應(yīng)用用描點法作圖，圖象如下圖所示：

由圖象可得：誤差容許的范圍內(nèi)，圖象是經(jīng)過原點的直線，說明W_n與v_n²成正比．
故答案為：（1）交流電源，（2）平衡摩擦力，

v

2 n

，圖象如上所示，誤差容許的范圍內(nèi)，圖象是經(jīng)過原點的直線，說明Wn與v_n²成正比．

點評：本題涉及打點計時器的工作原理和探究功與速度變化關(guān)系實驗的原理，從實驗原理的角度分析即可．