Question

10．如圖所示為探究動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)裝置，當(dāng)小車在一條橡皮筋的作用下彈出時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功記為W₀．當(dāng)用2條、3條、4條…完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次、第4次…實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功記為2W₀、3W₀、4W₀…，每次實(shí)驗(yàn)中由靜止彈出的小車獲得的最大速度可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測(cè)出．
（1）實(shí)驗(yàn)前需要平衡摩擦力，這是為了讓實(shí)驗(yàn)過程中小車受到的合外力等于拉力．
（2）如果平衡摩擦力時(shí)木板的傾角過小，實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的紙帶上的點(diǎn)的間隔特點(diǎn)是中間部分的點(diǎn)之間的距離比較大，而兩端的點(diǎn)之間的距離比較�。�
（3）用兩根橡皮筋做實(shí)驗(yàn)打出的紙帶上的點(diǎn)的最大間隔應(yīng)該是用一根橡皮筋做實(shí)驗(yàn)打出的紙帶上的點(diǎn)的最大間隔的$\sqrt{2}$倍．

Answer 1

分析 （1）小車下滑時(shí)受到重力、細(xì)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．
（2）小車先在橡皮條的拉動(dòng)下做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)橡皮條恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，拉力減為零，小車由于慣性繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng)，因此小車勻速時(shí)的速度就是該過程中的最大速度．如果平衡摩擦力時(shí)木板的傾角過小，則小車達(dá)到最大速度后開始減速；
（3）根據(jù)W=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$即可求出；

解答 解：（1）小車下滑時(shí)受到重力、細(xì)線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應(yīng)該用重力的下滑分量來平衡摩擦力，故可以將長(zhǎng)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，即小車受到的合外力等于拉力．
（2）如果平衡摩擦力時(shí)木板的傾角過小，實(shí)驗(yàn)時(shí)小車先做加速運(yùn)動(dòng)，后做減速運(yùn)動(dòng)，所以打出的紙帶上的點(diǎn)的間隔特點(diǎn)是中間部分的點(diǎn)之間的距離比較大，而兩端的點(diǎn)之間的距離比較小．
（3）由于橡皮筋做的功等于小車動(dòng)能的增加量，即：W=$△{E}_{K}=\frac{1}{2}m{v}^{2}$
所以：$v=\sqrt{\frac{2W}{m}}$
$v=\frac{x}{t}$
所以：用兩根橡皮筋做實(shí)驗(yàn)打出的紙帶上的點(diǎn)的最大間隔應(yīng)該是用一根橡皮筋做實(shí)驗(yàn)打出的紙帶上的點(diǎn)的$\sqrt{2}$倍． 
故答為：（1）拉力，（2）中間部分的點(diǎn)之間的距離比較大，而兩端的點(diǎn)之間的距離比較��；（3）$\sqrt{2}$

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵是結(jié)合探究功與速度變化關(guān)系的實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行分析，如本實(shí)驗(yàn)中，明確小車的運(yùn)動(dòng)情況，先加速，再勻速，橡皮條做功完畢，速度最大，做勻速運(yùn)動(dòng)，故需要測(cè)量勻速階段的速度．