Question

2．探究力對(duì)原來(lái)靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有平衡摩擦力的步驟，并且設(shè)法讓橡皮筋對(duì)小車做的功以整數(shù)倍增大，即分別為W₀、2W₀、3W₀、4W₀…

（1）實(shí)驗(yàn)中首先通過(guò)調(diào)整木板傾斜程度以平衡摩擦力，目的是C（填寫(xiě)字母代號(hào)）．
A．為了釋放小車后小車能做勻加速運(yùn)動(dòng)
B．為了增大橡皮筋對(duì)小車的彈力
C．為了使橡皮筋對(duì)小車做的功等于合外力對(duì)小車做的功
D．為了使小車獲得較大的動(dòng)能
（2）圖2是在正確操作情況下打出的一條紙帶，從中截取了測(cè)量小車最大速度所用的一部分，已知相鄰兩點(diǎn)打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s，則小車獲得的最大速度v_m=1.22m/s（保留3位有效數(shù)字）．

（3）幾名同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中分別得到了若干組橡皮筋對(duì)小車做的功W與小車獲得最大速度v_m的數(shù)據(jù)，并利用數(shù)據(jù)繪出了圖丙給出的四個(gè)圖象，你認(rèn)為其中正確的是D．

Answer 1

分析 （1）橡皮筋對(duì)小車做功等于合外力對(duì)小車做功，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先平衡摩擦力；
（2）橡皮筋恢復(fù)原狀橡皮筋對(duì)小車做功完畢，小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由圖示紙帶求出位移，然后應(yīng)用速度公式求出速度；
（3）由動(dòng)能定理求出圖象的函數(shù)表達(dá)式，然后根據(jù)函數(shù)表達(dá)式分析答題．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)中通過(guò)調(diào)整木板傾斜程度平衡摩擦力，目的是為了使橡皮筋對(duì)小車所做功即為合外力對(duì)小車所做的功，故ABD錯(cuò)誤，C正確．故選：C．
（2）由所打的點(diǎn)可知，DG之間小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度最大，小車獲得的最大速度為：v_m=$\frac{DE}{T}$=$\frac{0.0244}{0.02}$=1.22m/s；
（3）橡皮筋對(duì)小車做的功W與小車的動(dòng)能關(guān)系知：W=$\frac{1}{2}$mv_m²，則：v_m²=$\frac{2}{m}$W，v_m²與W成正比，故D正確，故選D；
故答案為：（1）C；（2）1.22；（3）D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了該實(shí)驗(yàn)的具體操作細(xì)節(jié)和數(shù)據(jù)的處理，對(duì)于這些基礎(chǔ)知識(shí)一定要通過(guò)親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)加深理解；知道實(shí)驗(yàn)原理是解題的前提與關(guān)鍵，為使橡皮筋做功等于合力做功，應(yīng)平衡摩擦力．