Question

6．如圖1所示的實驗裝置，可用于探究力對靜止物體做功與物體獲得速度的關(guān)系．

（1）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，下面操作正確的是D．
A．放開小車，小車能夠自由下滑即可
B．放開小車，小車能夠勻速下滑即可
C．放開拖著紙帶的小車，小車能夠自由下滑即可
D．放開拖著紙帶的小車，小車能夠勻速下滑即可
（2）關(guān)于本實驗中橡皮筋做功，下列說法正確的是B．
A．橡皮筋做的功可以直接測量
B．通過增加橡皮筋的條數(shù)可以使橡皮筋對小車做的功成整數(shù)倍增加
C．橡皮筋在小車運動的全程中始終做功
D．通過把橡皮筋拉伸為第一次的兩倍，來實現(xiàn)橡皮筋做功也增加為原來的兩倍
（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(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BD．
A．橡皮筋處于原長狀態(tài)                    B．橡皮筋仍處于伸長狀態(tài)
C．小車在兩個鐵釘?shù)倪B線處                D．小車未過兩個鐵釘?shù)倪B線
（4）橡皮筋對小車做功后使小車獲得的速度可由打點計時器打出的紙帶測出．根據(jù)第四次的紙帶（如圖2所示）求得小車獲得的速度為2m/s．

Answer 1

分析 （1）小車受到重力、支持力、摩擦力和細線的拉力，要使拉力等于合力，必須使重力的下滑分量平衡摩擦力，摩擦力包括紙帶受到的摩擦和長木板的摩擦；
（2）小車在橡皮條的拉力作用下先加速運動，當橡皮條恢復原長時，小車由于慣性繼續(xù)前進，做勻速運動，并且橡皮筋的拉力是一個變力，我們無法用W=Fx進行計算．
（3）若木板水平放置，表示還未平衡摩擦力，當兩條橡皮筋的彈力與摩擦力相等時，小車速度最大；
（4）要測量最大速度，應該選用點跡恒定的部分．

解答 解：（1）小車受到重力、支持力、摩擦力和細線的拉力，要使拉力等于合力，必須使重力的下滑分量平衡摩擦力，而摩擦力包括紙帶受到的摩擦和長木板的摩擦；
故選：D．　
（2）A、橡皮筋的拉力是一個變力，我們無法用W=Fx進行計算．故A錯誤．
B、橡皮筋伸長量按倍數(shù)增加時，功并不簡單地按倍數(shù)增加，變力功一時無法確切測算．因此我們要設(shè)法回避求變力做功的具體數(shù)值，可以用一根橡皮筋做功記為W，用兩根橡皮筋做功記為2W，用三根橡皮筋做功記為3W…，從而回避了直接求功的困難．故B正確．
C、小車在橡皮條的拉力作用下先加速運動，當橡皮條恢復原長時，小車由于慣性繼續(xù)前進，做勻速運動．故C錯誤．
D、橡皮筋的拉力是一個變力，我們無法用W=Fx進行計算，x變?yōu)樵瓉淼?倍，F(xiàn)x比原來的兩倍要大．故D錯誤．
故選：B
（3）若木板水平放置，表示還未平衡摩擦力，當兩條橡皮筋的彈力與摩擦力相等時，小車速度最大，所以橡皮筋仍處于伸長狀態(tài)；
故選：BD．　
（4）要測量最大速度，應該選用點跡恒定的部分，所以選GK部分，小車獲得的速度為v=$\frac{x}{t}=\frac{0.04}{0.02}=2m/s$．
故答案為：（1）D； （2）B； （3）BD； （4）2．

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(guān)系實驗的原理，本題關(guān)鍵要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，因此明確實驗原理是解答本題的關(guān)鍵．