(2011?上海模擬)小明同學(xué)設(shè)計了一個實驗來探究自行車的初速度與其克服阻力作功的關(guān)系.實驗的主要步驟是:
①找一段平直的路面,并在路面上畫一道起點線;
②騎上自行車用較快速度駛過起點線,同時從車把手處自由釋放一團很容易辨別的橡皮泥;
③車駛過起點線后就不再蹬自行車腳蹬,讓車依靠慣性沿直線繼續(xù)前進;
④待車停下,記錄自行車停下時的位置;
⑤用卷尺量出起點線到橡皮泥落地點間的距離s、起點線到終點的距離L及車把手處離地高度h.
若自行車在行駛中所受的阻力為f并保持恒定.
(1)自行車經(jīng)過起點線時的速度v=
;(用已知的物理量和所測量得到的物理量表示)
(2)自行車經(jīng)過起點線后克服阻力做功W=
fL
fL
;(用已知的物理量和所測量得到的物理量表示)
(3)多次改變自行車經(jīng)過起點時的初速度,重復(fù)上述實驗步驟 ②~④,則每次只需測量上述物理量中的
s
s
和
L
L
,就能通過數(shù)據(jù)分析達到實驗?zāi)康模?/div>
分析:(1)橡皮泥釋放后作平拋運動,根據(jù)平拋知識求出橡皮筋的初速度便知道了自行車經(jīng)過起點線的速度.
(2)由于車駛過起點線后就不再蹬自行車腳蹬,讓車依靠慣性沿直線繼續(xù)前進,因此該過程中只有阻力做功,
(3)根據(jù)(1)(2)所寫表達式,即可正確解答本題.
解答:解:(1)釋放橡皮筋時的速度與車速相等,橡皮泥做平拋運動,有:
s=vt
h=gt2所以解得:v=
s.
故答案為:
s.
(2)由于阻力是恒定的因此阻力做功為:W=fL.
故答案為:fL.
(3)由于車把手到地面的高度是一定的,阻力是恒定的,因此每次試驗只要測量s和L即可.
故答案為:s、L.
點評:本題為創(chuàng)新實驗,是教材中沒有的,對于這類實驗,要根據(jù)題目敘述,明確了實驗原理便找到了解決問題的突破口.