Question

6．某研究性學(xué)習(xí)小組做探究“橡皮筋做的功和物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)開始前，他們提出了以下幾種猜想：①$w∝\sqrt{v}$②w∝v③w∝v²．實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，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(shí)橡皮筋對(duì)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(shí)驗(yàn)時(shí)，每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放． 小車在實(shí)驗(yàn)中獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測(cè)出．

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)為了使小車只在橡皮筋作用下運(yùn)動(dòng)，應(yīng)采取的措施是將長(zhǎng)木板的末段墊起適當(dāng)?shù)母叨纫云胶庑≤囁�受的摩擦力�?br />（2）每次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶上的點(diǎn)并不都是均勻的，為了計(jì)算出小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的點(diǎn)距均勻部分進(jìn)行測(cè)量；
（3）同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了以下表格來記錄數(shù)據(jù)．其中w₁、w₂、w₃、w₄…表示橡皮筋對(duì)小車做的功，v₁、v₂、v₃、v₄、…表示物體每次獲得的速度

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	…
w	w1	w2	w3	w4	…
v	v1	v2	v3	v4	…

他們根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了如圖乙所示的w-v圖象，由圖象形狀得出結(jié)論w∝v²．他們的做法是否合適？請(qǐng)說明理由：不合適．W-v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．

Answer 1

分析 （1）小車下滑時(shí)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；
（2）小車先在橡皮條的拉動(dòng)下做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)橡皮條恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，拉力減為零，小車由于慣性繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng)，這時(shí)紙帶點(diǎn)距均勻，應(yīng)根據(jù)點(diǎn)距均勻的部分測(cè)量車速．
（3）W-v圖象是曲線，不能直接判斷函數(shù)關(guān)系，應(yīng)作出W-v²圖象．

解答 解：（1）小車下滑時(shí)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(zhǎng)木板的末段墊起適當(dāng)?shù)母叨纫云胶庑≤囁�受的摩擦力�?br />（2）橡皮條做功完畢，速度最大，小車做勻速運(yùn)動(dòng)，計(jì)算速度時(shí)要選取點(diǎn)距均勻的部分進(jìn)行測(cè)量．
（3）由圖知，W-v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．
故答案為：
（1）將長(zhǎng)木板的末段墊起適當(dāng)?shù)母叨纫云胶庑≤囁�受的摩擦力�?br />（2）點(diǎn)距均勻．
（3）不合適．W-v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．

點(diǎn)評(píng) 明確實(shí)驗(yàn)原理是解決本題的關(guān)鍵，因此要分析清楚小車的運(yùn)動(dòng)，小車先加速和勻速，同時(shí)加強(qiáng)基礎(chǔ)物理知識(shí)在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用．