Question

13．某同學(xué)用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究功與速度變化的關(guān)系
（1）實(shí)驗(yàn)中，除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（含紙帶、復(fù)寫(xiě)紙）、小車(chē)、平板、完全相同的橡皮筋若干、導(dǎo)線及開(kāi)關(guān)外，在下面的儀器和器材中，必須使用的還有A和C（填順代號(hào)）．
A．電壓合適的50Hz的交流電源  B．電壓可調(diào)的直流電源  C．刻度尺   D．秒表    E．天平    F．重錘

（2）圖2為某次實(shí)驗(yàn)所獲得的打點(diǎn)紙帶．應(yīng)該選用圖中的C點(diǎn)的速度最能符合實(shí)驗(yàn)要求．
（3）關(guān)于橡皮筋做功，下列說(shuō)法正確的是：B（填選項(xiàng)代號(hào)）．
A．橡皮筋做的功可以直接測(cè)量
B．通過(guò)增加橡皮筋的條數(shù)可以使橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功成整數(shù)倍增加
C．橡皮筋在小車(chē)運(yùn)動(dòng)的全程中始終做功
D．把橡皮筋拉伸為原來(lái)的兩倍，橡皮筋做功也增加為原來(lái)的兩倍．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理、要求和減少誤差的角度分析，平衡摩擦力作用后，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要用刻度尺測(cè)量紙帶上點(diǎn)的距離，用天平測(cè)出小車(chē)的質(zhì)量，需要改變砝碼的質(zhì)量來(lái)代替小車(chē)的拉力．
（2）若正確操作，紙帶上最后所打點(diǎn)點(diǎn)距是均勻的，此時(shí)的速度即為最大速度，據(jù)此可求出小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小，即為最終小車(chē)獲得的速度大小，該題中后來(lái)點(diǎn)距逐漸減小，說(shuō)明小車(chē)受到摩擦力作用，點(diǎn)距最大的點(diǎn)最符合要求．
（3）利用橡皮筋探究功與速度變化關(guān)系的實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)選取幾條完全相同的橡皮筋，為使它們每次做的功相同，橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度必要保持一致；小車(chē)的運(yùn)動(dòng)是先加速后勻速，最后勻速的速度為最大速度，即為所求速度．

解答 解：（1）根據(jù)本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理是合外力所做的功等于動(dòng)能的變化量，通過(guò)研究紙帶來(lái)研究小車(chē)的速度，利用天平測(cè)量小車(chē)的質(zhì)量，利用砝碼的重力代替小車(chē)的合外力，所以需要刻度尺來(lái)測(cè)量紙帶上點(diǎn)的距離，即還需要刻度尺，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要低壓交流電源，需要電壓合適的50Hz的交流電源，故選AC；
（2）由圖示紙帶可知，小車(chē)在橡皮筋作用下先做加速運(yùn)動(dòng)，橡皮筋做功完畢小車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，然后小車(chē)做減速運(yùn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)需要測(cè)出橡皮筋做功完畢時(shí)的速度，小車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，紙帶上相鄰點(diǎn)間的距離相等，由圖示紙帶可知符合要求的點(diǎn)是C點(diǎn)．
（3）A、橡皮筋完全相同，通過(guò)增加橡皮筋的條數(shù)來(lái)使功倍增，因此不需要計(jì)算橡皮筋每次對(duì)小車(chē)做功的具體數(shù)值，故A錯(cuò)誤；
B、該實(shí)驗(yàn)中利用相同橡皮筋形變量相同時(shí)對(duì)小車(chē)做功相同，通過(guò)增加橡皮筋的條數(shù)可以使橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功成整數(shù)倍增加，這個(gè)設(shè)計(jì)很巧妙地解決了直接去測(cè)量力和計(jì)算功的困難．故B正確；
C、橡皮筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度在逐漸較小，所以彈力也在逐漸減小，小車(chē)作加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，在橡皮筋恢復(fù)原長(zhǎng)后，小車(chē)受力平衡，將做勻速直線運(yùn)動(dòng)．故C錯(cuò)誤；
D、橡皮筋的彈性勢(shì)能與彈簧的彈性勢(shì)能相似，滿足關(guān)系：E_P=$\frac{1}{2}$k（△x）²，所以把橡皮筋拉伸為原來(lái)的兩倍，橡皮筋對(duì)小車(chē)做功增加為原來(lái)的四倍，故D錯(cuò)誤，故選B．
故答案為：（1）AC；（2）C；（3）B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了探究功與速度變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范、誤差來(lái)源，通過(guò)選取幾條完全相同的橡皮筋是功成倍增加來(lái)化解變力做功的測(cè)量難點(diǎn)．