Question

19．某實驗小組要探究力對物體做功與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，在未連接橡皮筋時將木板的左端用小木塊墊起，不斷調整使木板傾斜合適的角度，打開打點計時器，輕推小車，最終得到如圖2所示的紙帶，這樣做的目的是為了平衡摩擦阻力；
（2）使小車在一條橡皮筋的作用下由某位置靜止彈出，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，每次由靜止在相同填“相同”或“不同”）位置釋放小車，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-v圖象，則圖3中符合實際的圖象是D（填字母序號）

Answer 1

分析 （1）小車下滑時受到重力、細線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，需要采取平衡摩擦力的措施，即讓木板傾斜，讓物塊重力沿斜面的分力與摩擦力平衡．
（3）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；
（5）根據(jù)動能定理，合力功與速度的平方是正比關系，故W-v圖象是開口小時的拋物線．

解答 解：（1）小車下滑時受到重力、細線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應該用重力的下滑分量來平衡摩擦力，故可以將長木板的一段墊高平衡小車所受的摩擦力，讓物塊重力沿斜面的分力與摩擦力平衡，即mgsinθ=μmgcosθ；
（3）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…，即每次由靜止在相同位置釋放小車，
（5）功與速度的平方相對應，所以圖象為拋物線，D正確．
故選：D
故答案為：（1）平衡摩擦阻力；（3）相同；（5）D．

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．