Question

（1）“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，當(dāng)小車在兩條橡皮筋作用下彈出時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功記為W₀．當(dāng)用4條、6條、8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．關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是
A．某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中，得到一條記錄紙帶．紙帶上打出的點(diǎn)，兩端密、中間疏．出現(xiàn)這種情況的原因，可能是沒(méi)有使木板傾斜或傾角太�。�
B．當(dāng)小車速度達(dá)到最大時(shí)，橡皮筋處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，小車在兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線處
C．應(yīng)選擇紙帶上點(diǎn)距均勻的一段計(jì)算小車的最大速度
D．應(yīng)選擇紙帶上第一點(diǎn)到最后一點(diǎn)的一段計(jì)算小車的最大速度．
（2）某興趣小組在做“探究做功和物體速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)前，提出了以下幾種猜想：①W∝v，②W∝v²，③W∝

v

．他們的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，PQ為一塊傾斜放置的木板，在Q處固定一個(gè)速度傳感器（用來(lái)測(cè)量物體每次通過(guò)Q點(diǎn)的速度）．在剛開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)，有位同學(xué)提出，不需要測(cè)出物體質(zhì)量，只要測(cè)出物體初始位置到速度傳感器的距離和讀出速度傳感器的讀數(shù)就行了，大家經(jīng)過(guò)討論采納了該同學(xué)的建議．
①請(qǐng)你簡(jiǎn)要說(shuō)明為什么不需要測(cè)出物體的質(zhì)量？
②讓小球分別從不同高度無(wú)初速釋放，測(cè)出物體初始位置到速度傳感器的距離L₁、L₂、L₃、L₄…，讀出小球每次通過(guò)Q點(diǎn)的速度v₁、v₂、v₃、v₄、…，并繪制了如圖乙所示的L-v圖象．若為了更直觀地看出L和v的變化關(guān)系，他們下一步應(yīng)怎么做？

Answer 1

分析：（1）該實(shí)驗(yàn)中為了確保橡皮筋拉力為小車的外力，需要進(jìn)行平衡摩擦力的操作，小車的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程是，小車在橡皮條的拉力作用下先加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)橡皮條恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，小車由于慣性繼續(xù)前進(jìn)，做勻速運(yùn)動(dòng)，明確實(shí)驗(yàn)原理即可正確解答本題；
（2）通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究“合外力做功和物體速度變化的關(guān)系”，每次實(shí)驗(yàn)物體從不同初位置處?kù)o止釋放，量出初位置到速度傳感器的位移、讀出物體到傳感器位置的速度，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列出數(shù)據(jù)表并描點(diǎn)作出圖象，從而找到位移與速度變化的關(guān)系，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由于物體受力是恒定的，所以得出合外力做功與物體速度變化的關(guān)系．

解答：解：（1）該是實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行平衡摩擦力的操作，正常情況是紙帶上打出點(diǎn)先逐漸增大，后間距不變，即小車先加速后勻速，若兩端密、中間疏則說(shuō)明小車后來(lái)做減速運(yùn)動(dòng)，這說(shuō)明沒(méi)有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不夠，即沒(méi)有使木板傾斜或傾角太小，故A正確；
B、當(dāng)小車速度達(dá)到最大時(shí)，橡皮筋處于原長(zhǎng)狀態(tài)，小車勻速運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；
C、根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，當(dāng)小車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度達(dá)到最大，因此應(yīng)選擇紙帶上點(diǎn)距均勻的一段計(jì)算小車的最大速度，故C正確；
D、本實(shí)驗(yàn)的目的是探究橡皮繩做的功與物體獲得速度的關(guān)系，這個(gè)速度是指橡皮繩做功完畢時(shí)的速度，而不整個(gè)過(guò)程的平均速度，故D錯(cuò)誤．
故選AC．
（2）①根據(jù)功能關(guān)系可知：mgsinθ-μmgcosθ=

1

2

mv2，因此質(zhì)量可以約掉，故該實(shí)驗(yàn)中不需要測(cè)量物體的質(zhì)量．
②合理繪制的L-v圖象是曲線，不能得出結(jié)論W∝v²．為了更直觀地看出L和v的變化關(guān)系，應(yīng)該繪制L-v²圖象．
故答案為：應(yīng)進(jìn)一步繪制L-v²圖象．

點(diǎn)評(píng)：明確實(shí)驗(yàn)原理是解決本題的關(guān)鍵，因此要分析清楚小車的運(yùn)動(dòng)，小車先加速和勻速，同時(shí)加強(qiáng)基礎(chǔ)物理知識(shí)在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用．