Question

如圖甲所示，是某研究性學(xué)習(xí)小組做探究“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，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)，橡皮筋對(duì)小車做功為2W，3W…小車每次實(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）除了圖中的已給出的實(shí)驗(yàn)器材外，還需要的器材有交流電源和______
（2）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是
A．實(shí)驗(yàn)儀器安裝時(shí)，可以不平衡摩擦力
B．每次實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度沒(méi)有必要保持一致
C．每次實(shí)驗(yàn)必須設(shè)法算出橡皮筋對(duì)小車做功的具體數(shù)值
D．每次實(shí)驗(yàn)小車必須從同一位置由靜止彈出
（3）每次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶上的點(diǎn)并不都是均勻的，為了測(cè)量小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的______部分進(jìn)行測(cè)量；圖乙給出了某次實(shí)驗(yàn)打出的紙帶，從中截取了測(cè)量物體最大速度所用的一段紙帶，測(cè)得A、B、C、D、E相鄰兩點(diǎn)間的距離分別為AB=1.48cm，BC=1.60cm，CD=1.62cm，DE=1.62cm．已知相鄰兩點(diǎn)打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s，則小車獲得的最大速度v_m=______m/s．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（4）第1次至第5次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示

試驗(yàn)次數(shù)	橡皮筋做的功	小車獲得的最大速度vm（m/s）	小車最大速度的平方vm2（m/s）2	小車最大速度的立方vm3（m/s）3	小車最大速度的平方根 v （m/s）1/2
1	W	1.00	1.00	1.00	1.00
2	2W	1.41	1.99	2.81	1.19
3	3W	1.76	3.09	5.45	1.32
4	4W	2.00	4.00	8.00	1.41
5	5W	2.25	5.06	11.39	1.50

請(qǐng)你根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)猜想功與速度變化的關(guān)系，并在圖丙所示的坐標(biāo)系中作出相應(yīng)的圖象驗(yàn)證你的猜想．
（5）根據(jù)你所做的圖象，得出的功與速度關(guān)系的結(jié)論是：______．

Answer 1

（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知實(shí)驗(yàn)中需要刻度尺測(cè)量打點(diǎn)之間的距離，計(jì)算物體的速度．
（2）A、為使合外力對(duì)小車做功等于橡皮筋做的功，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)平衡摩擦力，長(zhǎng)木板要適當(dāng)傾斜，以平衡小車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的摩擦力，故A錯(cuò)誤；
B、為使每次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋做功相同，每次實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度必須要保持一致，故B錯(cuò)誤；
C、橡皮筋完全相同，通過(guò)增加橡皮筋的條數(shù)來(lái)使功倍增，因此不需要計(jì)算橡皮筋每次對(duì)小車做功的具體數(shù)值，故C錯(cuò)誤；
D、每次實(shí)驗(yàn)小車必須從同一位置由靜止彈出，以保證每一個(gè)每一條橡皮筋做功相同，故D正確．
故選：AD．
（3）小車的運(yùn)動(dòng)情況，先加速，再勻速，最后減速，橡皮條做功完畢，速度最大，做勻速運(yùn)動(dòng)，
因此算速度時(shí)要選取點(diǎn)距均勻的部分，
從紙帶上我們可判斷出打C點(diǎn)時(shí)，小車具有最大的速度
v_m可由C到E的平均速度求出：
即：v_m=

xCE

2T

=

0.0162+0.0162

0.04

=0.81m/s
（4）由表中數(shù)據(jù)可以看出W與v²成正比，做W-v²驗(yàn)證，如圖所示．
（5）有圖象可以看出，W-v²的圖象時(shí)一條過(guò)原點(diǎn)的直線，故功與速度的平方成正比．
故答案為：（1）刻度尺；（2）AD；（3）點(diǎn)距均勻；0.81；（4）如圖所示；（5）功與速度的平方成正比．