Question

18．某學(xué)習(xí)小組探究“合力做功和物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)如圖1，圖1中小車是在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行，這時(shí)，橡皮筋對小車做的功記為W．當(dāng)用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)，使每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長的長度都保持一致．每次實(shí)驗(yàn)中小車獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測出．

（1）除了圖中已有的實(shí)驗(yàn)器材外，還需要導(dǎo)線、開關(guān)、刻度尺和電源交流（填“交流”或“直流”）．
（2）實(shí)驗(yàn)中，小車會(huì)受到摩擦阻力的作用，可以使木板適當(dāng)傾斜來平衡掉摩擦阻力，則下面的操作正確的是D．
A．放開小車，小車能夠自由下滑即可
B．放開小車，小車能夠勻速下滑即可
C．放開拖著紙帶的小車，小車能夠自由下滑即可
D．放開拖著紙帶的小車，小車能夠勻速下滑即可
（3）在正確操作情況下，打在紙帶上的點(diǎn)，并不都是均勻的，如圖2所示，為了測量小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的GK（選填“EH”、“GK”、“EK”）部分進(jìn)行測量．若打點(diǎn)間隔為0.02s，則小車的最大速度v=0.66 m/s （保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源應(yīng)該選用交流電源；
（2）當(dāng)小車勻速運(yùn)動(dòng)下滑明，受到的摩擦阻力被重力沿斜面向下的分力平衡；
（3）要測量最大速度，應(yīng)該選用點(diǎn)跡均勻的部分．最大速度v由公式v=$\frac{x}{t}$求解．

解答 解：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源應(yīng)該選用交流電源，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)周期等于交流電的周期；　
（2）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)，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．
（3）我們要驗(yàn)證的是“合力做功和物體速度變化的關(guān)系”，小車的初速度為零，故需要知道做功完畢的末速度即最大速度v，此后小車做的是勻速運(yùn)動(dòng)，故應(yīng)測紙帶上的勻速運(yùn)動(dòng)部分，由紙帶的間距可知，間距均勻的為勻速運(yùn)動(dòng)部分，應(yīng)測量GK部分，
最大速度 v_m=$\frac{{x}_{GK}}{3×0.02}=\frac{0.0133+0.0132+0.0133}{0.06}$=0.66m/s
故答案：（1）交流 （2）D （3）GK，0.66

點(diǎn)評 本題涉及打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作原理，要知道打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)該選用交流電源，理解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．