Question

20．某實驗小組要探究力對物體做功月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，得到的紙帶應該是乙（如圖2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W；
（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保持橡皮筋的伸長量都相同（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-v²圖象（圖3），則下列符合實際的圖象是B．

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；
（2）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；
（3）根據(jù)動能定理得出W與v²的關系式，從而確定正確的圖線．

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）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…．
（3）根據(jù)動能定理知，W=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$，則W與v²成正比，故正確圖線為B．
故答案為：（1）乙，（2）伸長量都相同，（3）B．

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(shù)據(jù)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．