Question

10．某學(xué)習(xí)小組做探究“合力的功和物體速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，如圖1中小車是在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行，這時(shí)，橡皮筋對(duì)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…實(shí)驗(yàn)時(shí)，使每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度都保持一致．每次實(shí)驗(yàn)中小車獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測(cè)出．

（1）除了圖中已有的實(shí)驗(yàn)器材外，還需要導(dǎo)線、開關(guān)、交流電源、刻度尺．
（2）木板傾斜的目的是為了平衡摩擦力．
（3）若木板水平放置，小車在兩條橡皮筋作用下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小車速度最大時(shí)，關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)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(zhǎng)狀態(tài)        B．橡皮筋仍處于伸長(zhǎng)狀態(tài)       C．小車在兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線處
（4）在正確操作情況下，打在紙帶上的點(diǎn)，并不都是均勻的，為了測(cè)量小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的GK部分進(jìn)行測(cè)量（根據(jù)圖2所示的紙帶回答，填入相應(yīng)段的字母）．
（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后利用所得的數(shù)據(jù)，畫出的正確圖象應(yīng)該是圖3中的圖乙．

Answer 1

分析 小車在傾斜的平面上被橡皮筋拉動(dòng)做功，導(dǎo)致小車的動(dòng)能發(fā)生變化．現(xiàn)通過實(shí)驗(yàn)來探究功與物體動(dòng)能變化關(guān)系，小車的速度由紙帶上打點(diǎn)來計(jì)算，從而能求出小車的動(dòng)能變化．每次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度都要一致，則一根做功記為W，兩根則為2W，然后通過列表描點(diǎn)作圖探究出功與動(dòng)能變化的關(guān)系．

解答 解：（1）探究橡皮筋做功與小車的動(dòng)能變化的關(guān)系，則小車的速度是由紙帶的點(diǎn)來求出．因此必須要有毫米刻度尺；要使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器能工作，必須接交流電源．
（2）若木板是水平放置的，則小車在運(yùn)動(dòng)過程中要受到滑動(dòng)摩擦力，
木板傾斜的目的是為了平衡摩擦力；
（3）當(dāng)小車速度達(dá)最大時(shí)，則小車的合力為零．所以除摩擦力外，還有橡皮筋的拉力．因此橡皮筋處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，故B正確，ACD錯(cuò)誤；
（4）為了測(cè)量小車獲得的速度，即為最大速度，因此紙帶上應(yīng)該是勻速運(yùn)動(dòng)，則應(yīng)選用紙帶的GK部分；
（5）根據(jù)動(dòng)能定理，W=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$，即W與$\frac{{v}^{2}}{2}$成正比，
因此正確圖象應(yīng)該是圖3中的圖乙．
故答案為：（1）交流； （2）平衡摩擦力；（3）B；（4）GK；（5）乙．

點(diǎn)評(píng) 小車的速度通過紙帶上點(diǎn)求出，而小車的動(dòng)能完全是由橡皮筋做功而導(dǎo)致的．同時(shí)巧用一根橡皮筋做功為W，兩根橡皮筋則為2W，但每根伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度必須相同．