Question

6．“探究功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗裝置如圖所示，當(dāng)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(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…，每次實(shí)驗中小車獲得的速度由打點(diǎn)計時器所打的紙帶測出．
（1）除了圖甲中已有的實(shí)驗器材外，還需要導(dǎo)線、開關(guān)、低壓交流電源、毫米刻度尺（填測量工具）．
（2）關(guān)于“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗，下列敘述正確的是B
A．每次實(shí)驗必須設(shè)法算出橡皮筋對小車做功的具體數(shù)值
B．每次實(shí)驗中，橡皮筋拉伸的長度沒有必要保持一致
C．放小車的長木板應(yīng)該盡量使其水平
D．先接通電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出
（3）某同學(xué)在一次實(shí)驗中得到了一條如圖乙所示的紙帶，這條紙帶上的點(diǎn)距并不均勻，下列說法正確的是BD
A．紙帶的左端是與小車相連的
B．紙帶的右端是與小車相連的
C．利用E、F、G、H、I、J這些點(diǎn)之間的距離來確定小車的速度
D．利用A、B、C、D這些點(diǎn)之間的距離來確定小車的速度

Answer 1

分析 （1）現(xiàn)在通過實(shí)驗來探究功與物體動能變化關(guān)系，小車的速度由紙帶上打的點(diǎn)測量位移，用平均速度來計算，因此需要刻度尺；
（2）橡皮筋拉動小車的彈力雖然是個變力，但這個彈力做的功，數(shù)值上就等于橡皮筋發(fā)生形變時所具的彈性勢能，而這個彈性勢能又與橡皮筋的形變量相對應(yīng)；橡皮筋的形變量一定，這個彈力做的功就是一定的，實(shí)驗時，每次保持橡皮筋的形變量一定，當(dāng)有n根相同橡皮筋并系在小車上時，n根相同橡皮筋對小車做的功就等于系一根橡皮筋時對小車做的功的n倍，這個設(shè)計很巧妙地解決了直接去測量力和計算功的困難；
（3）與小車相連的一端打的點(diǎn)比較密集一點(diǎn)，要測量最大速度，應(yīng)該選用點(diǎn)跡均勻的部分．

解答 解：（1）探究橡皮筋做功與小車的動能變化的關(guān)系，則小車的速度根據(jù)紙帶上所打的點(diǎn)，通過測量位移，求平均速度來代替瞬時速度．因此必須要有毫米刻度尺；
（2）AB、我們用橡皮筋拉動小車的方法，來探究橡皮筋的拉力對小車所做的功與小車速度變化的關(guān)系，這是一個非常精妙的設(shè)計．直接去測量一個正做變速運(yùn)動物體所受拉力是很困難的．橡皮筋拉動小車的彈力雖然是個變力，但這個彈力做的功，數(shù)值上就等于橡皮筋發(fā)生形變時所具的彈性勢能，而這個彈性勢能又與橡皮筋的形變量相對應(yīng)；橡皮筋的形變量一定，這個彈力做的功就是一定的．實(shí)驗時，每次保持橡皮筋的形變量一定，當(dāng)有n根相同橡皮筋并系在小車上時，n根相同橡皮筋對小車做的功就等于系一根橡皮筋時對小車做的功的n倍，這個設(shè)計很巧妙地解決了直接去測量力和計算功的困難．所以我們不用直接測量功的數(shù)值，故AB錯誤．
C、為了保證小車的動能都是橡皮筋做功的結(jié)果，必須平衡摩擦力，長木板要適當(dāng)?shù)膬A斜．所以C錯誤．
D、根據(jù)打點(diǎn)計時器的使用規(guī)則，先接通電源，再讓小車運(yùn)動，故D正確．
故選：D
（3）A、紙帶右端密集，故紙帶的右端是與小車相連的，故A錯誤，B正確；
C、要測量最大速度，應(yīng)該選用點(diǎn)跡恒定的部分．即應(yīng)選用紙帶的A、B、C、D部分進(jìn)行測量，故D正確，C錯誤．
故選：BD．
故答案為：
（1）毫米刻度尺；
（2）D；
（3）D．

點(diǎn)評 小車的速度通過紙帶上點(diǎn)求出，而小車的動能完全是由橡皮筋做功而導(dǎo)致的．同時巧用一根橡皮筋做功為W，兩根橡皮筋則為2W，但每根伸長的長度必須相同，該實(shí)驗中如果平衡摩擦力則小車的運(yùn)動情況是先加速，再勻速，最后減速，橡皮條做功完畢，速度最大，做勻速運(yùn)動；如果沒有平衡摩擦力，橡皮條先加速后減速，沒有勻速過程．