Question

12．如圖1，是某學(xué)習(xí)小組做探究“功和速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，圖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(duì)小車做的功記為W．再用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…重復(fù)實(shí)驗(yàn)．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(cè)出．
（1）下列敘述正確的是BD
A、實(shí)驗(yàn)中長(zhǎng)木板應(yīng)保持水平
B、每次實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度必需保持一致
C、每次實(shí)驗(yàn)必須設(shè)法算出橡皮筋對(duì)小車做功的具體數(shù)值
D、實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出
（2）在正確操作情況下，打在紙帶上的點(diǎn)并不是均勻的（如圖2所示），為了測(cè)量小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的FK（選填“AE”或“FK”）部分進(jìn)行測(cè)量．

（3）處理數(shù)據(jù)時(shí)，以第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋做的功W為單位，作出圖3W-v圖象，下列哪一個(gè)是符合正確實(shí)驗(yàn)操作條件下實(shí)際情況的．C．

Answer 1

分析 （1）明確實(shí)驗(yàn)原理以及實(shí)驗(yàn)?zāi)康募纯闪私饩唧w的實(shí)驗(yàn)操作；
（2）小車先加速后勻速，當(dāng)小車勻速時(shí)，速度達(dá)到最大值，橡皮條停止做功，故應(yīng)測(cè)量出勻速運(yùn)動(dòng)的速度；
（3）橡皮筋對(duì)小車做的功轉(zhuǎn)化為小車的動(dòng)能，由動(dòng)能定理求出W與v的關(guān)系表達(dá)式，然后選出W與v的關(guān)系圖象．

解答 解：（1）A．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，實(shí)驗(yàn)中將木板左端適當(dāng)墊高，故A錯(cuò)誤；
   B．為保證每根橡皮條對(duì)小車做功一樣多每次實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度必需保持一致，故B正確；
   C．再用2條、3條…，完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)，橡皮筋對(duì)小車做的功記為2W、3W，不需要測(cè)量出每一次做功的具體的數(shù)值．故C錯(cuò)誤；
   D．在中學(xué)階段，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量時(shí)間時(shí)，為有效利用紙帶，總是先接通電源后釋放紙帶，故D正確．
故選：BD
 （2）小車在橡皮條的彈射下，先加速，后勻速飛出，當(dāng)橡皮條停止做功時(shí)，速度最大，故應(yīng)測(cè)量出勻速運(yùn)動(dòng)的速度，選紙帶上的FK段部分進(jìn)行測(cè)量．
（3）橡皮筋做的功轉(zhuǎn)化為小車動(dòng)能，
由動(dòng)能定理得：W=$\frac{1}{2}$mv²-0，
功W與速度v間的關(guān)系為W=$\frac{1}{2}$mv²，
W與v是二次函數(shù)關(guān)系，因均為正值，故W-v圖象是拋物線的一個(gè)分支，故C正確；
故選：C
故答案為：（1）BD；（2）FK；（3）C

點(diǎn)評(píng) 本題考查了功與速度的關(guān)系，關(guān)鍵從實(shí)驗(yàn)?zāi)康�、�?shí)驗(yàn)原理出發(fā)，確定實(shí)驗(yàn)步驟、試驗(yàn)方法和待測(cè)量，并尋求減小實(shí)驗(yàn)誤差的方法，應(yīng)用動(dòng)能定理求出功與速度關(guān)系的表達(dá)式是正確解題的關(guān)鍵．