Question

12．某學習小組做探究“合力的功和物體速度變化關系”的實驗如圖1，圖中小車是在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行，這時，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）除了圖中已有的實驗器材外，還需要導線、開關、刻度尺和交流電源（填“交流”或“直流”）．
（2）實驗中，小車會受到摩擦阻力的作用，可以使木板適當傾斜來平衡掉摩擦阻力，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動，當小車速度最大時，關于橡皮筋所處的狀態與小車所在的位置，下列說法正確的是B．
A．橡皮筋處于原長狀態
B．橡皮筋仍處于伸長狀態
C．小車在兩個鐵釘的連線處
D．小車已過兩個鐵釘的連線
（4）在正確操作情況下，打在紙帶上的點并不都是均勻的，為了測量小車獲得的速度，應選用紙帶的GK部分進行測量（根據圖2所示的紙帶回答）．

Answer 1

分析 （1）打點計時器使用交流電源；
（2）實驗中可以適當抬高木板的一側來平衡摩擦阻力．受力平衡時，小車應做勻速直線運動；
（3）平衡摩擦力后，橡皮筋的拉力等于合力，橡皮條做功完畢，小車的速度最大，若不進行平衡摩擦力操作，則當橡皮筋的拉力等于摩擦力時，速度最大；
（4）實驗時需要測出橡皮筋恢復原長，即小車做勻速直線運動時的速度，根據圖示紙帶分析答題．

解答 解：（1）打點計時器使用的是交流電，故需要交流電源；
（2）實驗中可以適當抬高木板的一側來平衡摩擦阻力．受力平衡時，小車應做勻速直線運動，所以正確的做法是：放開拖著紙帶的小車，能夠勻速下滑即可，故ABC錯誤，D正確．
故選：D．
（3）平衡摩擦力后，橡皮筋的拉力等于合力，橡皮條做功完畢，小車的速度最大，若不進行平衡摩擦力操作，則當橡皮筋的拉力等于摩擦力時，速度最大，本題中木板水平放置，顯然沒有進行平衡摩擦力的操作，因此當小車的速度最大時，橡皮筋仍處于伸長狀態，故ACD錯誤，B正確．
故選：B
（4）由圖示紙帶可知，GJ部分兩點間的距離相等，小車做勻速直線運動，應選用的紙帶是GK部分．
故答案為：（1）交流；（2）D；（3）B；（4）GK

點評 本題涉及打點計時器的工作原理和探究功與速度變化關系實驗的原理，從實驗原理的角度分析即可，明確小車的運動情況，先加速，再勻速，最后減速，橡皮條做功完畢，速度最大，做勻速運動．