Question

19．某實驗小組要探究力對物體做功與物體獲得速度的關系，選取的實驗裝置如圖1所示，實驗主要步驟如下：

（1）實驗時，為使小車只在橡皮筋作用下運動，在未連接橡皮筋時將木板的左端用小木塊墊起，使木板傾斜合適的角度，打開打點計時器，輕推小車，得到的紙帶應該如圖2的是乙（填“甲”或“乙”）．
（2）使小車在一條橡皮筋的作用下由靜止彈出，沿木板滑行，這時橡皮筋對小車做的功為1W；
（3）再用完全相同的2條、3條…橡皮筋作用于小車，每次由靜止釋放小車時橡皮筋的伸長量（形變量、長度）都相同（填寫相應實驗條件），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v₁、v₂、v₃…
（5）作 出W-v圖象，則圖3中符合實際的圖象是D．

Answer 1

分析 （1）要平衡摩擦力，故此時推動小車后，小車做勻速直線運動；
（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；
（5）根據動能定理，合力功與速度的平方是正比關系，故W-v圖象是開口小時的拋物線．

解答 解：（1）平衡摩擦力后，小車應做勻速運動，所以紙帶應該是圖乙；
（2）（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…
（5）功與速度的平方相對應，所以圖象應為D．
故答案為：（1）乙；    （2）1     （3）伸長量（或形變量、長度等）都相同；    （5）D．

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．