Question

5．某同學在“探究功和速度變化的關系”的實驗中，他用了如圖的氣墊導軌實驗裝置，讓被拉長的橡皮筋對導軌上的滑塊做功，使靜止的滑塊獲得一定的速度v，并用數(shù)字計時器讀出．其中，AB是不可伸長的輕質細線，BC是可以并排的橡皮筋．
（1）實驗前調(diào)節(jié)導軌水平時，橡皮筋不接（填“接”或“不接”）在滑塊上；
（2）實驗時，如果增加橡皮筋的條數(shù)，滑塊每次應從同一 （填“同一”或“不同”）位置由靜止釋放；
（3）在作橡皮筋做功W與v的關系圖象時，為了得到一條直線，設橫軸為W，縱軸應為v² （選填“$\sqrt{v}$”、“v”或“v²”）；
（4）若在實驗時由于氣源供氣不足，仍作（3）問中的圖象，作出的關系圖象應該是一條直線 （填“直線”或“曲線”）．

Answer 1

分析 在探究橡皮筋的拉力對小車所做的功與小車速度變化的關系的實驗中應注意：n根相同橡皮筋對小車做的功就等于系一根橡皮筋時對小車做的功的n倍，這個設計很巧妙地解決了直接去測量力和計算功的困難；該實驗需要平衡摩擦力以保證動能的增量是只有橡皮筋做功而來；小車最大速度即為后來勻速運動的速度．
實驗中為了作出線性關系圖線，應作W-v²關系圖線．

解答 解：（1）實驗前調(diào)節(jié)導軌水平，輕推滑塊，當滑塊做勻速直線運動時，可知導軌水平，橡皮筋不接在滑塊上；
（2）實驗中改變拉力做功時，為了能定量，所以用不同條數(shù)的橡皮筋且拉到相同的長度，這樣橡皮筋對小車做的功就有倍數(shù)關系．而不需要測量出每根橡皮筋做功的數(shù)值，每次都要從同一位置由靜止釋放這樣開始時橡皮筋的形變量相同，過程中每根橡皮筋做的功才相同．所以滑塊每次應從同一位置由靜止釋放．
（3）因為合力做功與速度的平方成線性關系，在作橡皮筋做功W與v的關系圖象時，為了得到一條直線，設橫軸為W，縱軸應為v²．
（4）若在實驗時由于氣源供氣不足，則存在阻力，根據(jù)動能定理知，$W-{W}_{f}=\frac{1}{2}m{v}^{2}$，則W=${W}_{f}+\frac{1}{2}m{v}^{2}$，由于阻力做功不變，則作出的關系圖象還是一條直線．
故答案為：（1）不接，（2）同一，（3）v²，（4）直線．

點評 解決本題的關鍵知道實驗的原理以及操作中的注意事項，運用圖象法得出物理量之間的定量關系，一般需要作出線性關系圖線．