Question

13．“探究功與速度變化的關(guān)系”的實驗裝置如圖1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、4條…完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次、第4次…實驗時，橡皮筋對小車做的功記為2W、3W、4W…每次實驗中小車獲得的最大速度可由打點計時器所打出的紙帶測出．

（1）關(guān)于該實驗，下列說法正確的是CD．
A．打點計時器可以用干電池供電
B．實驗儀器安裝時，可以不平衡摩擦力
C．每次實驗小車必須從同一位置由靜止彈出
D．利用每次測出的小車最大速度v_m和橡皮筋做的功W，依次作出W-v_m、W-v_m²、W-v_m³，W²-v_m、W³-v_m…的圖象，得出合力做功與物體速度變化的關(guān)系．
（2）如圖2所示，給出了某次實驗打出的紙帶，從中截取了測量小車最大速度所用的一段紙帶，測得A、B、C、D、E相鄰兩點間的距離分別為AB=1.48cm，BC=1.60cm，CD=1.62cm，DE=1.62cm；已知相鄰兩點打點時間間隔為0.02s，則小車獲得的最大速度v_m=0.81m/s．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗的原理以及操作中的注意事項確定正確的操作步驟．
（2）根據(jù)勻速直線運動的位移和時間求出最大速度．

解答 解：（1）A、打點計時器使用交流電源，故A錯誤．
B、實驗時認(rèn)為橡皮筋的拉力為小車的合力，所以實驗時應(yīng)平衡摩擦力，故B錯誤．
C、小車獲得的動能應(yīng)該等于橡皮筋對其做的功，所以小車必須從同一位置由靜止彈出，故C正確．
D、橡皮筋對小車做的功和小車獲得的動能滿足：W=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$的關(guān)系，所以當(dāng)小車質(zhì)量一定時：w與v²成正比．所以最好做w與v²的關(guān)系，實驗時需要畫多個圖象找最好的，故D正確．
故選：CD．
（2）當(dāng)小車做勻速直線運動時，速度最大，最大速度為：
${v}_{m}=\frac{{x}_{CE}}{2T}=\frac{（1.62+1.62）×1{0}^{-2}}{0.04}$m/s=0.81m/s．
故答案為：（1）CD；（2）0.81．

點評 解決本題的關(guān)鍵知道實驗的原理以及實驗中的注意事項，知道小車勻速運動時，速度最大，結(jié)合勻速運動的位移求解最大速度，難度不大．