Question

14．用如圖所示的裝置探究“功與物體速度變化的關系”實驗時．先適當墊高木板，然后由靜止釋放小車，小車在橡皮條彈力的作用下被彈出，沿木板滑行．小車滑行過程中帶動通過打點計器的紙帶，記錄共運動情況．觀察發現紙帶前面部分點跡疏密不勻，后面部分點跡比較均勻，回答下列問題：
（1）適當墊高木板是為了平衡摩擦力；
（2）通過紙帶求小車速度時，應使用紙帶的后面部分（填“全部”、“前面部分”或“后面部分”）；
（3）若實驗作了n次，所用橡皮條分別為1根、2根…n根，通過紙帶求出小車的速度分別為v₁、v₂…v_n，用W表示橡皮條對小車所做的功，作出的W-v²圖線是一條過坐標原點的直線，這說明W與v²的關系是W與v²成正比．

Answer 1

分析 （1）為使橡皮筋做功等于合外力做功，實驗前應把木板的一端適當墊高以平衡摩擦力．
（2）利用橡皮筋探究功與速度變化關系的實驗時，小車的運動是先加速后勻速，最后勻速的速度為最大速度，即為所求速度．
（3）根據作出的圖象分析兩者間的關系．

解答 解：（1）為使橡皮筋做功等于合外力做功應平衡摩擦力，適當墊高木板是為了平衡摩擦力．
（2）小車在橡皮筋拉力作用下做加速運動，橡皮筋做功完畢小車做勻速直線運動，
橡皮筋拉力對小車所做的功全部完成后，打出來的點才能反映物體的速度．所以應使用紙帶的后面勻速部分．
（3）由題意可知，W-v²圖線是一條過坐標原點的直線，說明W與v²成正比．
故答案為：（1）平衡摩擦力；（2）后面部分；（3）W與v²成正比．

點評 本題考查了探究功與速度變化的關系實驗的實驗原理、實驗操作規范、誤差來源，通過選取幾條完全相同的橡皮筋是功成倍增加來化解變力做功的測量難點．