Question

（一）如圖1所示，在“探究功與物體速度變化的關系”的實驗中，下列說法正確的是

BD

（A）為減小實驗誤差，長木板應水平放置
（B）通過增加橡皮筋的條數可以使橡皮筋對小車做的功成整  數倍增加
（C）小車在橡皮筋拉力作用下做勻加速直線運動，當橡皮筋恢復原長后小車做勻速運動
（D）應選擇紙帶上點距均勻的一段計算小車的速度
（二）某探究學習小組的同學欲驗證“動能定理”，他們在實驗室組裝了一套如圖2所示的裝置，另外他們還找到了打點計時器所用的學生電源、導線、復寫紙、紙帶、小木塊、細沙．當滑塊連接上紙帶，用細線通過滑輪掛上空的小沙桶時，釋放小桶，滑塊處于靜止狀態．若你是小組中的一位成員，要完成該項實驗，則：
（1）你認為還需要的實驗器材有

天平

、

刻度尺

．
（2）實驗時為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質量應滿足的實驗條件是

沙和沙桶的總質量遠小于滑塊的質量，

，實驗時對木板放置要求是

傾斜平衡摩擦力

．
（3）在（2）的基礎上，某同學用天平稱量滑塊的質量M．往沙桶中裝入適量的細沙，用天平稱出此時沙和沙桶的總質量m．讓沙桶帶動滑塊加速運動，用打點計時器記錄其運動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小v₁與v₂（v₁＜v₂）．則本實驗最終要驗證的數學表達式為

mgL=

1

2

M

v

2 2

-

1

2

M

v

2 1

（用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量）．

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．

解答：解：（一）
A、為了保證小車的動能都是橡皮筋做功的結果，必須平衡摩擦力，長木板要適當的傾斜，故A錯誤；
B、該實驗中利用相同橡皮筋形變量相同時對小車做功相同，通過增加橡皮筋的條數可以使橡皮筋對小車做的功成整數倍增加，這個設計很巧妙地解決了直接去測量力和計算功的困難，故B正確；
C、橡皮筋伸長的長度在逐漸較小，所以彈力也在逐漸減小，小車作加速度減小的加速運動，在橡皮筋恢復原長后，小車受力平衡，將做勻速直線運動．故C錯誤；
D、當橡皮筋恢復原長時，小車合外力為零，做勻速運動，此時速度最大，因此此時速度即為小車最終獲得的速度，故D正確．
故選：BD．
（二）①實驗要驗證動能增加量和總功是否相等，故需要求出總功和動能，故還要天平和刻度尺；
故答案為：刻度尺、天平；
②沙和沙桶加速下滑，處于失重狀態，其對細線的拉力小于重力，設拉力為T，根據牛頓第二定律，有
對沙和沙桶，有 mg-T=ma
對小車，有 T=Ma
解得T=

M

M+m

g
當M＞＞m時，有T≈mg
小車下滑時受到重力、細線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應該用重力的下滑分量來平衡摩擦力，故可以將長木板的一段墊高；
故答案為：沙和沙桶的總質量遠小于滑塊的質量，平衡摩擦；
③總功為：mgL
動能增加量為

1

2

Mv₂²-

1

2

Mv₁²
故答案為：mgL=

1

2

M

v

2 2

-

1

2

M

v

2 1

點評：此題的關鍵是熟悉橡皮筋拉小車探究做功與物體速度變化的關系實驗步驟細節和原理，知道平衡摩擦力．