Question

一物理实验小组为了“探究功与速度变化的关系”，设计了如图所示的实验，将打点计时器固定在长木板的左端，纸带连接在小车上并穿过打点计时器，且使小车距离打点计时器有一段距离，通过调节在合适的位置用图钉将橡皮筋固定在长木板上，另一端挂在小车上，使橡皮筋呈自然长度；然后将长木板的左端适当垫高以平衡摩擦力，紧接着向后拉小车，使小车由静止释放，并在橡皮筋的作用下使小车沿长木板运动，通过打点计时器打出的纸带计算小车匀速时的速度；最后依次增加橡皮筋的条数，并保证每次释放小车的位置相同，将每次操作测量的数据记录。根据以上的叙述回答下列问题。

(1)为了完成本实验，缺少的实验器材为______________。

(2)实验时将长木板的左端垫高以平衡摩擦力，请说明如何确定摩擦力已经平衡__________________。

(3)分析每次操作得出纸带上的点，有的段点距均匀，有的段点距不均匀，在求小车的速度时应选取点距___________（选填“均匀”或“不均匀”）部分。

(4)该实验小组的同学将每次操作获得的部分数据记录在如下的表中，请你补充下表中没有写出的数据：

橡皮筋的条数	橡皮筋做的功	10个间距的距离	10个间距的时间	小车获得的速度	小车速度的平方
1		0.200	0.2	______	_____
2	_____	0.280	0.2	______	____
3	_____	0.300	0.2	_____	____
4	_____	0.400	0.2	_____	____
5	_____	0.450	0.2	_____	____

(5)通过分析上表中的实验数据，可确定橡皮筋对小车所做的功与小车速度变化的关系为_________，并选取合适的量为纵轴与横轴作出函数图线_____。

(6)如果由图线得到的结论与实际有一定的误差，请分析该实验误差的可能原因____________________。

Answer

刻度尺 将带有纸带（穿过打点计时器）的小车放在长木板上，轻推小车使其沿长木板向下运动，在纸带上打下的点的间距均匀 均匀 没有完全平衡摩擦力；橡皮筋释放点的位置发生了变化或橡皮筋每次储存的弹性势能发生了变化等

【解析】

(1)[1]计算小车速度需要测量纸带上点的距离，要用刻度尺。

(2)[2]要判断小车在长木板上匀速运动，将带有纸带（穿过打点计时器）的小车放在长木板上，轻推小车使其沿长木板向下运动，在纸带上打下的点的间距均匀。

(3)[3]由于橡皮筋与小车作用结束以后，小车在长木板上做匀速直线运动，则小车匀速运动时，纸带上的点的间距均匀。

(4)[6][9][12][15]橡皮筋每增加一条，对小车做的功就增加，所以随着橡皮条的增加，做功一列依次为，，，。

[4][7][10][13][16]由匀速直线运动学公式

则一列依次填入1、1.4、1.5、2、2.25。

[5][8][11][14][17]一列依次填入1、1.96、2.25、4、5.0625。

(5)[18]根据表格中数据可知。

[19]纵坐标表示速度的平方，横坐标表示功，利用描点法描出各组数据对应的点，然后作出图线，如图所示：

。

(6)[20]没有完全平衡摩擦力可能导致实验误差；橡皮筋释放点的位置发生了变化或橡皮筋每次储存的弹性势能发生了变化等。