Question

2．某學(xué)習(xí)小組做探究“合力的功和物體速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，如圖1中小車是在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行，這時(shí)橡皮筋對小車做的功記為W，當(dāng)用2條、3條…，完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次…實(shí)驗(yàn)時(shí)，使每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長的長度都保持一致．每次實(shí)驗(yàn)中小車獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測出．

（1）除了圖中已有的實(shí)驗(yàn)器材外，還需要導(dǎo)線、開關(guān)、刻度尺和4至6V的低壓交流電源．
（2）實(shí)驗(yàn)中，小車會受到摩擦阻力的作用，可以使木板適當(dāng)傾斜來平衡摩擦阻力，則下面操作正確的是D．
A．放開小車，能夠自由下滑即可
B．放開小車，能夠勻速下滑即可
C．放開拖著紙帶的小車，能夠自由下滑即可
D．放開拖著紙帶的小車，能夠勻速下滑即可
（3）若木板水平放置，小車在兩條橡皮筋作用下運(yùn)動，當(dāng)小車速度最大時(shí)，關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置，下列說法正確的是B．
A．橡皮筋處于原長狀態(tài)
B．橡皮筋仍處于伸長狀態(tài)
C．小車在兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線處
D．小車已過兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線
（4）在正確操作情況下，打在紙帶上的點(diǎn)，并不都是均勻的，為了測量小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的GK部分進(jìn)行測量（根據(jù)上面所示的紙帶回答，填入相應(yīng)段的字母）
（5）從理論上講，橡皮筋做的功W和小車獲得的速度v的關(guān)系是W與v²成正比．

Answer 1

分析 小車在傾斜的平面上被橡皮筋拉動做功，導(dǎo)致小車的動能發(fā)生變化．現(xiàn)通過實(shí)驗(yàn)來探究功與物體動能變化關(guān)系，小車的速度由紙帶上打點(diǎn)來計(jì)算，從而能求出小車的動能變化．每次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋伸長的長度都要一致，則一根做功記為W，兩根則為2W，然后通過列表描點(diǎn)作圖探究出功與動能變化的關(guān)系．

解答 解：（1）探究橡皮筋做功與小車的動能變化的關(guān)系，則小車的速度是由紙帶的點(diǎn)來求出．因此必須要有毫米刻度尺；要使電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器能工作，必須接6V以下的低壓交流電源，因此除了圖中已有的實(shí)驗(yàn)器材外，還需要導(dǎo)線、開關(guān)、刻度尺和刻度尺和4至6V的低壓交流電源 
（2）實(shí)驗(yàn)前需要配合摩擦力，把木板的一端適當(dāng)墊高，放開拖著紙帶的小車，能夠勻速下滑即可，故ABC錯(cuò)誤，D正確，故選：D．
（3）小車所受合力為零時(shí)速度最大，木板水平放置，沒有平衡摩擦力，小車受到橡皮筋拉力與摩擦力作用，當(dāng)小車受到最大即合力為零時(shí)橡皮筋的拉力等于摩擦力，此時(shí)橡皮筋處于伸長狀態(tài)，小車還沒有運(yùn)動到兩鐵釘連線處，故ACD錯(cuò)誤，B正確，故選：B．
（4）在正確操作情況下，橡皮條恢復(fù)原長時(shí)，小車做勻速運(yùn)動，小車在相等時(shí)間內(nèi)的位移相等，
此時(shí)小車獲得的速度最大，要測量小車的最大速度，應(yīng)選用紙帶的點(diǎn)跡均勻的部分，如GK段進(jìn)行測量．
（5）由動能定理可知，合外力做的功應(yīng)等于物體動能的變化量，所以W與v²成正比
故答案為：（1）刻度尺和刻度尺和4至6V的低壓交流電源；（2）D；（3）B；（4）GK；（5）W與v²成正比

點(diǎn)評 要掌握實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法．本題特別要清楚小車的運(yùn)動情況，先加速，再勻速，最后減速，橡皮條做功完畢，速度最大，做勻速運(yùn)動，故需要測量勻速階段的速度．