Question

12．某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖1所示的裝置探究“合外力做功與速度變化的關(guān)系“實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通電源再松開(kāi)小車(chē)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，小車(chē)所受到的拉力F為0.20N．

（1）實(shí)驗(yàn)前，木板左端被墊起一些，使小車(chē)在不受拉力作用時(shí)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，這樣做的目的是為了平衡摩擦力．
（2）同學(xué)甲選取一條比較理想的紙帶做分析（圖2），將小車(chē)剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)應(yīng)在紙帶上的點(diǎn)記為起始點(diǎn)O，在點(diǎn)跡清楚段依次選取七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F、G，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s．測(cè)量起始點(diǎn)O至各計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離x，計(jì)算出計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)小車(chē)的瞬時(shí)速度v、計(jì)數(shù)點(diǎn)與O點(diǎn)之間的速度平方差△v²、起始點(diǎn)O到計(jì)數(shù)點(diǎn)過(guò)程中細(xì)繩對(duì)小車(chē)做的功W．其中，計(jì)數(shù)點(diǎn)D的三項(xiàng)數(shù)據(jù)沒(méi)有中有一項(xiàng)沒(méi)有計(jì)算，請(qǐng)把結(jié)果填入表格中．

點(diǎn)跡	O	A	B	C	D	E	F	G
x/cm		15.50	21.60	28.61	36.70	45.75	55.75	66.77
v/（m﹒s-1）			0.656	0.755	0.857	0.953	1.051
△v2/（m2﹒s-2）			0.430	0.570	0.734	0.908	1.105
W/J			0.0432	0.0572	0.0734	0.0915	0.112

（3）根據(jù)表中的數(shù)值以W為縱坐標(biāo)、以△v²為橫坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上（圖3）作出W-△v²圖象．
（4）根據(jù)圖象分析得到的結(jié)論：功W與速度的平方差△v²成正比．

Answer 1

分析 小車(chē)受到重力、支持力、摩擦力和橡皮筋的拉力，要使拉力等于合力，必須使重力的下滑分量平衡摩擦力，使小車(chē)在不受拉力作用時(shí)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，沒(méi)有拉力的合力為0，重力的下滑分量等于摩擦力；將點(diǎn)用一條直線(xiàn)連接即可，使直線(xiàn)兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)大致相等；過(guò)原點(diǎn)直線(xiàn)反映的是正比關(guān)系．

解答 解：（1）小車(chē)受到重力、支持力、摩擦力和橡皮筋的拉力，要使拉力等于合力，必須使重力的下滑分量平衡摩擦力，才能盡量減小實(shí)驗(yàn)的誤差，使得細(xì)繩對(duì)小車(chē)?yán)�力做的功等于合外力�?duì)小車(chē)做的功；
（2）W_OD=F•X_OD=0.2×36.70×0.01=0.0734J
（3）描點(diǎn)，將五點(diǎn)連成通過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)，如圖所示．
（4）由于為過(guò)原點(diǎn)直線(xiàn)，故W與△v²成正比．
故答案為：（1）平衡摩擦力；（2）0.0734．（3）如圖所示；（4）正比．

點(diǎn)評(píng) 該題全面考查探究“合外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)的原理，步驟，注意事項(xiàng)和數(shù)據(jù)的分析．這就要求我們隊(duì)該實(shí)驗(yàn)由全面的掌握．題目的難度適中