Question

4．如圖1所示是某同學做“探究功與速度變化的關(guān)系”的實驗裝置圖，圖中是小車在一條椽皮筋作用下彈出，沿木板滑行的情形．這時，橡皮筋對小車做的功記為W，當把2條、3條…完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次…實驗時，每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放．小車每次實驗中獲得的速度由打點計時器所打點的紙帶測出．

（1）實驗中，小車會受到摩擦阻力的作用，可以在不加橡皮筋時，使木板適當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，輕推一下能夠勻速下滑即可
（2）關(guān)于本實驗的操作，下列敘述正確的是CD
A．每次實驗必須設(shè)法算出橡皮筋對小車做功的具體數(shù)值
B．每次實獫中．橡皮筋拉伸的長度沒有必要保持一致
C．實驗時，應(yīng)使小車靠近打點計時器并由靜止釋放
D．先接通打點計時器電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出
（3）在正確操作的情況下，打在紙帶上的點并不都是均勻的．如圖2為第三次實驗中通過打點計時器獲得的紙帶．其中每兩個計數(shù)點間還有一個點未標出．已知打點計時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）來計算小車的速度v．

Answer 1

分析 （1）實驗中可以適當抬高木板的一側(cè)來平衡摩擦阻力．受力平衡時，小車應(yīng)做勻速直線運動．
（2）實驗中改變拉力做功時，為了能定量，所以用不同的條數(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下做加速運動，當橡皮條恢復原長時，拉力減為0，小車由于慣性繼續(xù)做勻速運動，可知勻速時的速度就是該過程中的最大速度．

解答 解：（1）實驗中可以適當抬高木板的一側(cè)來平衡摩擦阻力．受力平衡時，小車應(yīng)做勻速直線運動，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錯誤，D正確．
故選：D．
（2）AB、我們用橡皮筋拉動小車的方法，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，這是一個非常精妙的設(shè)計．直接去測量一個正做變速運動物體所受拉力是很困難的．橡皮筋拉動小車的彈力雖然是個變力，但這個彈力做的功，數(shù)值上就等于橡皮筋發(fā)生形變時所具的彈性勢能，而這個彈性勢能又與橡皮筋的形變量相對應(yīng)；橡皮筋的形變量一定，這個彈力做的功就是一定的．實驗時，每次保持橡皮筋的形變量一定，當有n根相同橡皮筋并系在小車上時，n根相同橡皮筋對小車做的功就等于系一根橡皮筋時對小車做的功的n倍，這個設(shè)計很巧妙地解決了直接去測量力和計算功的困難．所以我們不用直接測量功的數(shù)值，即A錯誤、B錯誤．
C、實驗時，應(yīng)使小車靠近打點計時器并由靜止釋放，這樣可以盡量多的利用紙帶，故C正確；
D、先接通電源，后釋放小車，是基本規(guī)范，故D正確．
故選：CD
（3）各點之間的距離相等的時候小車做勻速直線運動，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段進行測量．
故答案為：（1）D       （2）CD       （3）CD

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，從實驗原理的角度分析即可．