Question

16．如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，可用于探究力對(duì)靜止物體做功與物體獲得速度的關(guān)系．

（1）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，下面操作正確的是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
（2）關(guān)于橡皮筋做功，下列說法正確的是B．
A．橡皮筋做的功可以直接測(cè)量
B．通過增加橡皮筋的條數(shù)可以使橡皮筋對(duì)小車做的功成整數(shù)倍增加
C．橡皮筋在小車運(yùn)動(dòng)的全程中始終做功
D．把橡皮筋拉伸為原來的兩倍，橡皮筋做功也增加為原來的兩倍
（3）若木板水平放置，小車在兩條橡皮筋作用下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小車速度最大時(shí)，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BD．
A．橡皮筋處于原長(zhǎng)狀態(tài)                    B．橡皮筋仍處于伸長(zhǎng)狀態(tài)
C．小車在兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線處                D．小車未過兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線．

Answer 1

分析 （1）完全平衡摩擦力的標(biāo)志是小車能做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
（2）該實(shí)驗(yàn)中因?yàn)槊看我�求橡皮筋伸長(zhǎng)量一樣，故每條橡皮筋做的功相同，故是用橡皮筋的條數(shù)來衡量功的多少．
橡皮筋完全回復(fù)原長(zhǎng)后就不做功了．橡皮筋的功與形變量的平方成正比．
（3）平衡摩擦力后，橡皮筋的拉力等于合力，橡皮條做功完畢，小車的速度最大，若不進(jìn)行平衡摩擦力操作，則當(dāng)橡皮筋的拉力等于摩擦力時(shí)，速度最大．

解答 解：（1）平衡摩擦力的時(shí)候小車要帶上紙帶，小車能做運(yùn)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)就代表摩擦力被完全平衡掉，故ABC錯(cuò)誤，D正確．
故選：D．
（2）A、橡皮筋完全相同，通過增加橡皮筋的條數(shù)來使功倍增，因此不需要計(jì)算橡皮筋每次對(duì)小車做功的具體數(shù)值，故A錯(cuò)誤；
B、該實(shí)驗(yàn)中利用相同橡皮筋形變量相同時(shí)對(duì)小車做功相同，通過增加橡皮筋的條數(shù)可以使橡皮筋對(duì)小車做的功成整數(shù)倍增加，這個(gè)設(shè)計(jì)很巧妙地解決了直接去測(cè)量力和計(jì)算功的困難．故B正確．
C、橡皮筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度在逐漸較小，所以彈力也在逐漸減小，小車作加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，在橡皮筋恢復(fù)原長(zhǎng)后，彈力消失，小車受力平衡，將做勻速直線運(yùn)動(dòng)．故C錯(cuò)誤；
D、橡皮筋的彈性勢(shì)能與彈簧的彈性勢(shì)能相似，滿足關(guān)系${E}_{p}=\frac{1}{2}k△{x}^{2}$，所以把橡皮筋拉伸為原來的兩倍，橡皮筋對(duì)小車做功增加為原來的四倍，故D錯(cuò)誤；
故選：B．
（3）AB、平衡摩擦力后，橡皮筋的拉力等于合力，橡皮條做功完畢，小車的速度最大，若不進(jìn)行平衡摩擦力操作，則當(dāng)橡皮筋的拉力等于摩擦力時(shí)，速度最大，此時(shí)橡皮筋仍處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，故A錯(cuò)誤，B正確．
CD、本題中木板水平放置，顯然沒有進(jìn)行平衡摩擦力的操作，因此當(dāng)小車的速度最大時(shí)，橡皮筋仍處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，此后彈力小于摩擦力，小車做減速運(yùn)動(dòng)，即小車速度最大時(shí)還沒有到達(dá)鐵釘連線處，故C錯(cuò)誤，D正確．
故選：BD．
故答案為：（1）D；（2）B；（3）BD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了探究功與速度變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范、誤差來源，通過選取幾條完全相同的橡皮筋是功成倍增加來化解變力做功的測(cè)量難點(diǎn)．