Question

15．如圖1所示是某同學(xué)做“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置圖，圖中是小車在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行的情形．這時(shí)，橡皮筋對小車做的功記為W，當(dāng)把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)，每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放．小車每次實(shí)驗(yàn)中獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打點(diǎn)的紙帶測出．

（1）實(shí)驗(yàn)中，小車會受到摩擦阻力的作用，可以在不加橡皮筋時(shí)，使木板適當(dāng)傾斜來平衡摩擦阻力．下面操作正確的是D
A．放開小車，能夠自由下滑即可
B．放開小車，能夠勻速下滑即可
C．放開拖著紙帶的小車，能夠自由下滑即可
D．放開拖著紙帶的小車，能夠勻速下滑即可
（2）關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的操作，下列敘述正確的是CD
A．每次實(shí)驗(yàn)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(yàn)中，橡皮筋拉伸的長度沒有必要保持一致
C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并由靜止釋放
D．先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出
（3）在正確操作的情況下，打在紙帶上的點(diǎn)并不都是均勻的．如圖2為第三次實(shí)驗(yàn)中通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器獲得的紙帶，其中每兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有一個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電周期為0.02s．為了測量小車獲得的速度，應(yīng)選圖2中的CD段（填A(yù)B或CD）來計(jì)算小車的速度v．
（4）下表是本實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)記錄表

數(shù)據(jù) 物理量	橡皮筋做的功	小車獲得的速度vn	小車速度的平方vn2
1	W	1.00	1.00
2	2W	1.40	1.96
3	3W	1.72	m2.94
4	4W	m1.98	3.92
5	5W	2.24	5.02

根據(jù)數(shù)據(jù)分析，得到的結(jié)論是W∝v²．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)中可以適當(dāng)抬高木板的一側(cè)來平衡摩擦阻力．受力平衡時(shí)，小車應(yīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
（2）實(shí)驗(yàn)中改變拉力做功時(shí)，為了能定量，所以用不同條數(shù)的橡皮筋且拉到相同的長度，這樣橡皮筋對小車做的功就有倍數(shù)關(guān)系．而不需要測量出每根橡皮筋做功的數(shù)值．
（3）小車先在橡皮條的拉動(dòng)下做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)橡皮條恢復(fù)原長時(shí)，拉力減為零，小車由于慣性繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng)，可知小車勻速時(shí)的速度就是該過程中的最大速度．
（4）由數(shù)據(jù)分析W與v²的關(guān)系，從而得出結(jié)論．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)中可以適當(dāng)抬高木板的一側(cè)來平衡摩擦阻力．受力平衡時(shí)，放開拖著紙帶的小車，小車應(yīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以正確的做法是：放開拖著紙帶的小車，能夠勻速下滑即可，故ABC錯(cuò)誤，D正確．
故選：D．
（2）AB、我們用橡皮筋拉動(dòng)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，實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(shí)，n根相同橡皮筋對小車做的功就等于系一根橡皮筋時(shí)對小車做的功的n倍，所以每次實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋拉伸的長度必需要保持一致，不需要算出橡皮筋對小車做功的具體數(shù)值，故AB錯(cuò)誤；
C、實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，防止紙帶上留下空白．每次都要從同一位置由靜止釋放這樣開始時(shí)橡皮筋的形變量相同，過程中每根橡皮筋做的功才相同．故C正確．
D、先接通電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出，故D正確．
故選：CD．
（3）各點(diǎn)之間的距離相等的時(shí)候小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以為了測量橡皮筋做功后小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的 CD段進(jìn)行測量．
（4）根據(jù)數(shù)據(jù)分析，得到的結(jié)論是：W∝${v}_{\;}^{2}$
故答案為：（1）D    （2）CD     （3）CD    （4）W∝v²

點(diǎn)評 本題涉及打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作原理和探究功與速度變化關(guān)系實(shí)驗(yàn)的原理，從實(shí)驗(yàn)原理的角度分析即可．