Question

11．“探究功與物體速度變化的關系”的實驗如圖甲所示，當小車在一條橡皮筋作用下彈出時，橡皮筋對小車做的功記為W．當用2條、3條…完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3 次…實驗時，使每次實驗中橡皮筋伸長的長度都保持一致．每次實驗中小車獲得的速度由打點計時器所打的紙帶測出．

（1）本實驗需要平衡小車在平板上運動時所受的摩擦力，其原因是AB
A．確保橡皮筋對小車所做的功等于外力對小車所做的總功
B．確保橡皮筋恢復原長后小車的運動為勻速運動，以利于求小車速度
C．為了使小車獲得較大的動能
D．為了增大橡皮筋對小車的彈力
（2）圖乙是在正確操作情況下打出的一條紙帶，從中截取了測量物體最大速度所用的一部分，已知相鄰兩點打點時間間隔為0.02s，則小車獲得的最大速度v_m=1.22m/s（保留3位有效數字）
（3）幾名同學在實驗中分別得到了若干組橡皮筋對小車做的功W與小車獲得最大速度v_m的數據，并利用數據繪出了圖中給出的四個圖象，你認為其中正確的是D．

Answer 1

分析 （1）明確實驗原理，知道本實驗中應將繩子的拉力做的功看作總功，因此需要平衡摩擦力來減小誤差；
（2）分析紙帶找出速度最大時的位移，再由平均速度公式可求得小車的最大速度；
（3）根據動能定理進行分析，從而得出速度的平方與做功間的關系，從而得出正確的圖象．

解答 解：（1）實驗中通過調整木板傾斜程度平衡摩擦力，目的是為了使橡皮筋對小車所做功即為合外力對小車所做的功，確保橡皮筋恢復原長后小車的運動為勻速運動，以利于求小車速度，故CD錯誤，AB正確．故選AB．
（2）由所打的點可知，DG之間小車做勻速直線運動，速度最大，小車獲得的最大速度為：
v_m=$\frac{DE}{T}$=$\frac{2.44×1{0}^{-2}}{0.02}$m/s=1.22m/s
（3）橡皮筋對小車做的功W與小車的動能關系知：W=$\frac{1}{2}$mv_m²，即有：v_m²=$\frac{2W}{M}$，根據數學知識可知D正確．
故選：D
故答案為：（1）AB； （2）1.22； （3）D．

點評 本題考查驗證動能定理的實驗，主要考查了該實驗的具體操作細節和數據的處理，對于這些基礎知識一定要通過親自動手實驗加深理解，同時還要加強對物理規律應用的練習．