Question

13．“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，當(dāng)小車在一條橡皮筋作用下彈出時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功記為W；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2W、3W、4W…每次實(shí)驗(yàn)中小車獲得的最大速度可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打出的紙帶測(cè)出．

（1）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是CD．
A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以用干電池供電
B．實(shí)驗(yàn)儀器安裝時(shí)，可以不平衡摩擦力
C．每次實(shí)驗(yàn)小車必須從同一位置由靜止彈出
D．利用每次測(cè)出的小車最大速度v_m和橡皮筋做的功W，依次作出W-v_m、W-v_m²、W-v_m³，W²-v_m、W³-v_m…的圖象，得出合力做功與物體速度變化的關(guān)系．
（2）如圖2所示，給出了某次實(shí)驗(yàn)打出的紙帶，從中截取了測(cè)量小車最大速度所用的一段紙帶，測(cè)得A、B、C、D、E相鄰兩點(diǎn)間的距離分別為AB=1.48cm，BC=1.60cm，CD=1.62cm，DE=1.62cm；已知相鄰兩點(diǎn)打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s，則小車獲得的最大速度v_m=0.81m/s．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理以及操作中的注意事項(xiàng)確定正確的操作步驟．
（2）根據(jù)勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移和時(shí)間求出最大速度．

解答 解：（1）A、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電源，故A錯(cuò)誤．
B、實(shí)驗(yàn)時(shí)認(rèn)為橡皮筋的拉力為小車的合力，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)平衡摩擦力，故B錯(cuò)誤．
C、小車獲得的動(dòng)能應(yīng)該等于橡皮筋對(duì)其做的功，所以小車必須從同一位置由靜止彈出，故C正確．
D、橡皮筋對(duì)小車做的功和小車獲得的動(dòng)能滿足：W=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$的關(guān)系，所以當(dāng)小車質(zhì)量一定時(shí)：w與v²成正比．所以最好做w與v²的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)時(shí)需要畫多個(gè)圖象找最好的，故D正確．
故選：CD．
（2）當(dāng)小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度最大，最大速度為：
${v}_{m}=\frac{{x}_{CE}}{2T}=\frac{（1.62+1.62）×1{0}^{-2}}{0.04}$m/s=0.81m/s．
故答案為：（1）CD；（2）0.81．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理以及實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)，知道小車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度最大，結(jié)合勻速運(yùn)動(dòng)的位移求解最大速度，難度不大．