Question

13．某實驗小組利用圖甲中所示的裝置探究“力對物體所做的功與物體獲得的速度的關系”，主要實驗步驟如下：

（1）實驗時，在未連接橡皮筋時將木板的左端用小木塊墊起，通過不斷調整使木板傾斜合適的角度，打開打點計時器，輕推小車，最終得到如圖乙所示的紙帶，這樣做的目的是平衡摩擦力；
（2）使小車在一條橡皮筋的作用下由某位置靜止彈出，沿木板滑行，這時橡皮筋對小車做的功為W；
（3）再用完全相同的2條、3條…橡皮筋作用于小車，每次由靜止在相同（填“相同”或“不同”）位置釋放小車，使橡皮筋對小車做的功分別為2W、3W…；
（4）分析打點計時器打出的紙帶，分別求出小車每次獲得的最大速度功v₁、v₂、v₃…
（5）根據實驗所得數椐判斷力對物體所做的功與物體獲得的速度的關系．請把實驗步驟中（1）和（3）的空填上．

Answer 1

分析 （1）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，需要采取平衡摩擦力的措施，即讓木板傾斜，讓物塊重力沿斜面的分力與摩擦力平衡．
（3）橡皮條拉力是變力，采用倍增法增加功，故橡皮條的伸長量應該相同；

解答 解：（1）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平衡小車所受的摩擦力，讓物塊重力沿斜面的分力與摩擦力平衡，即mgsinθ=μmgcosθ；
（3）橡皮條拉力是變力，采用倍增法增加功；即使小車在一條橡皮筋的作用下由靜止彈出，這時橡皮筋對小車做的功為W，再用完全相同的2條、3條…橡皮筋作用于小車，每次由靜止釋放小車時橡皮筋的伸長量都相同，使橡皮筋對小車做的功分別為2W、3W…，即每次由靜止在相同位置釋放小車，
故答案為：（1）平衡摩擦力； （2）相同．

點評 本題以探究做功和速度關系為實驗命題背景考查學生對實驗數據的處理和對結論的分析和評價能力，本題采用倍增法增加橡皮條的功，巧妙解決了變力做功的測量困難，注意要平衡摩擦力．