Question

10．某學(xué)習(xí)小組做探究“合力的功和物體速度變化關(guān)系”的實驗，如圖1中小車是在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行，這時，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…實驗時，使每次實驗中橡皮筋伸長的長度都保持一致．每次實驗中小車獲得的速度由打點計時器所打的紙帶測出．

（1）除了圖中已有的實驗器材外，還需要導(dǎo)線、開關(guān)、交流電源、刻度尺．
（2）木板傾斜的目的是為了平衡摩擦力．
（3）若木板水平放置，小車在兩條橡皮筋作用下運動，當(dāng)小車速度最大時，關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置，下列說法正確的是B
A．橡皮筋處于原長狀態(tài)        B．橡皮筋仍處于伸長狀態(tài)       C．小車在兩個鐵釘?shù)倪B線處
（4）在正確操作情況下，打在紙帶上的點，并不都是均勻的，為了測量小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的GK部分進(jìn)行測量（根據(jù)圖2所示的紙帶回答，填入相應(yīng)段的字母）．
（5）實驗結(jié)束后利用所得的數(shù)據(jù)，畫出的正確圖象應(yīng)該是圖3中的圖乙．

Answer 1

分析 小車在傾斜的平面上被橡皮筋拉動做功，導(dǎo)致小車的動能發(fā)生變化．現(xiàn)通過實驗來探究功與物體動能變化關(guān)系，小車的速度由紙帶上打點來計算，從而能求出小車的動能變化．每次實驗時橡皮筋伸長的長度都要一致，則一根做功記為W，兩根則為2W，然后通過列表描點作圖探究出功與動能變化的關(guān)系．

解答 解：（1）探究橡皮筋做功與小車的動能變化的關(guān)系，則小車的速度是由紙帶的點來求出．因此必須要有毫米刻度尺；要使打點計時器能工作，必須接交流電源．
（2）若木板是水平放置的，則小車在運動過程中要受到滑動摩擦力，
木板傾斜的目的是為了平衡摩擦力；
（3）當(dāng)小車速度達(dá)最大時，則小車的合力為零．所以除摩擦力外，還有橡皮筋的拉力．因此橡皮筋處于伸長狀態(tài)，故B正確，ACD錯誤；
（4）為了測量小車獲得的速度，即為最大速度，因此紙帶上應(yīng)該是勻速運動，則應(yīng)選用紙帶的GK部分；
（5）根據(jù)動能定理，W=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$，即W與$\frac{{v}^{2}}{2}$成正比，
因此正確圖象應(yīng)該是圖3中的圖乙．
故答案為：（1）交流； （2）平衡摩擦力；（3）B；（4）GK；（5）乙．

點評 小車的速度通過紙帶上點求出，而小車的動能完全是由橡皮筋做功而導(dǎo)致的．同時巧用一根橡皮筋做功為W，兩根橡皮筋則為2W，但每根伸長的長度必須相同．