12.為了探究做功與物體速度變化間的關(guān)系,現(xiàn)提供如圖(1)所示的裝置,讓小車在橡皮筋的作用下彈出后,沿木板滑行,請(qǐng)思考探究思路并回答下列問(wèn)題(打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交流電頻率為50Hz).
(1)為了消除摩擦力的影響應(yīng)采取什么措施:將木板固定有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨,使小車緩慢勻速下滑.?br />(2)當(dāng)我們分別用同樣的橡皮筋1條、2條、3條…并起來(lái)分別進(jìn)行第1次、第2次、第3次…實(shí)驗(yàn)時(shí),每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度都應(yīng)該保持一致,我們把第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功記為W;
(3)由于橡皮筋對(duì)小車做功而使小車獲得的速度可以由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶測(cè)出,如圖(2)所示是其中四次實(shí)驗(yàn)打出的部分紙帶;

(4)試根據(jù)第(2)、(3)步驟中的信息,填寫(xiě)表;
次數(shù)1234
橡皮筋對(duì)小車做功W
小車速度v(m/s)
v2(m2/s2
(5)試在圖(3)、(4)中作出相應(yīng)的函數(shù)圖象:

(6)實(shí)驗(yàn)結(jié)論是:橡皮筋對(duì)小車做功與小車速度的平方成正比.

分析 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(lái)平衡摩擦力,故可以將長(zhǎng)木板的一段墊高;根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知,橡皮筋條數(shù)和做功倍數(shù)相同,若一根做功為W,則兩根做功為2W,以此類推,小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度是最大速度,據(jù)此可求出小車最大速度大;根據(jù)描點(diǎn)法作出W-v圖象和W-v2圖象.

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(lái)平衡摩擦力,故可以將長(zhǎng)木板的一段墊高,使小車勻速下滑.
(4)該實(shí)驗(yàn)中采用相同規(guī)格的橡皮筋,拉伸相同的長(zhǎng)度,因此橡皮筋條數(shù)和做功倍數(shù)相同,若一根做功為W,則兩根做功為2W,以此類推;
紙帶上點(diǎn)距均勻時(shí),表示小車已經(jīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng),據(jù)此可求出小車做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小,此時(shí)的速度即為小車的最大速度,由此完成表格中數(shù)據(jù)如下所示:

次數(shù)1234
橡皮筋對(duì)小車做功W2W3W4W
小車速度v(m/s)1.001.4151.732.00
v2(m2/s21.002.003.004.00
(5)根據(jù)描點(diǎn)法,作出W-v圖象和W-v2圖象,如圖所示:

(6)根據(jù)圖象可知:橡皮筋對(duì)小車做功與小車速度的平方成正比.
故答案為:(1)將木板固定有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨,使小車緩慢勻速下滑?br />(4)如表格所示;
(5)如上圖所示;
(6)橡皮筋對(duì)小車做功與小車速度的平方成正比.

點(diǎn)評(píng) 此題的關(guān)鍵是熟悉橡皮筋拉小車探究做功與物體速度變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)步驟細(xì)節(jié)和原理,知道平衡摩擦力,能根據(jù)作圖法畫(huà)圖,難度適中.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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A.小球在B時(shí)的速率為$\sqrt{2gR}$
B.圓心O處的電荷為正電荷
C.固定于圓心處的點(diǎn)電荷在AB弧中點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為$\frac{2mg}{q}$
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A.a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度
B.a點(diǎn)的電勢(shì)低于b點(diǎn)的電勢(shì)
C.粒子在a點(diǎn)的動(dòng)能大于在b點(diǎn)的動(dòng)能
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A.質(zhì)點(diǎn)a的振動(dòng)圖象如圖2所示
B.質(zhì)點(diǎn)b的振動(dòng)圖象如圖2所示
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