Question

19．用如圖所示的裝置，探究功與物體速度變化的關(guān)系．實(shí)驗(yàn)時(shí)先適當(dāng)墊高木板，然后由靜止釋放小車，小車在橡皮條彈力的作用下被彈出，沿木板滑行．小車滑行過程中帶動(dòng)通過打點(diǎn)計(jì)器的紙帶，記錄其運(yùn)動(dòng)情況．觀察發(fā)現(xiàn)紙帶前面部分點(diǎn)跡疏密不勻，后面部分點(diǎn)跡比較均勻，回答下列問題：
（1）適當(dāng)墊高木板是為平衡摩擦力；
（2）通過紙帶求小車速度時(shí)，應(yīng)使用紙帶的后面部分（填“全部”、“前面部分”或“后面部分”）；
（3）若實(shí)驗(yàn)作了n次，所用橡皮條分別為1根、2根…n根，通過紙帶求出小車的速度分別為v₁、v₂…v_n，用W表示橡皮條對(duì)小車所做的功，作出的W--v²圖線是一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，這說明W與v的關(guān)系是W與速度v的平方成正；
（4）以下關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說法中有一項(xiàng)正確，它是B．
A．通過改變橡皮筋的長(zhǎng)度改變拉力做功的數(shù)值
B．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，可能是沒有使木板傾斜或傾角太小
C．小車在橡皮筋的作用下彈出，橡皮筋所做的功可根據(jù)公式W=FL算出
D．實(shí)驗(yàn)中先釋放小車再接通電源．

Answer 1

分析 了解實(shí)驗(yàn)要探究的內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方法與實(shí)驗(yàn)技巧．探究實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法．實(shí)驗(yàn)原理：橡皮筋的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小車的動(dòng)能，實(shí)驗(yàn)中改變拉力做功時(shí)，為了能定量，所以用不同條數(shù)的橡皮筋且拉到相同的長(zhǎng)度，這樣橡皮筋對(duì)小車做的功才有倍數(shù)關(guān)系．小車先加速運(yùn)動(dòng)后勻速，小車最大速度由紙帶上的點(diǎn)跡均勻部分求出．

解答 解：（1）用 1 條、2 條、3 條 …同樣的橡皮筋將小車?yán)�到同一位置釋放，橡皮筋拉力�?duì)小車所做的功依次為 w、2w、3w …探究橡皮筋拉力對(duì)小車所做的功W與小車速度v的定量關(guān)系．將木板放有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端墊高，小車不連橡皮筋，尾部固定一紙帶，輕推小車使小車沿木板向下運(yùn)動(dòng)，如果紙帶上打出的點(diǎn)間距是均勻的，說明紙帶的運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)，小車重力沿斜面方向的分力剛好平衡了小車所受的摩擦力．
（2）橡皮筋拉力對(duì)小車所做的功全部完成后，打出來的點(diǎn)才能反映物體的速度．所以應(yīng)使用紙帶的后面部分．
（3）W-v²圖線是一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可確定W與速度v的平方成正比．
（4）A、我們用橡皮筋拉動(dòng)小車的方法，來探究橡皮筋的拉力對(duì)小車所做的功與小車速度變化的關(guān)系，這是一個(gè)非常精妙的設(shè)計(jì)．直接去測(cè)量一個(gè)正做變速運(yùn)動(dòng)物體所受拉力是很困難的．橡皮筋拉動(dòng)小車的彈力雖然是個(gè)變力，但這個(gè)彈力做的功，數(shù)值上就等于橡皮筋發(fā)生形變時(shí)所具的彈性勢(shì)能，而這個(gè)彈性勢(shì)能又與橡皮筋的形變量相對(duì)應(yīng)；橡皮筋的形變量一定，這個(gè)彈力做的功就是一定的．實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次保持橡皮筋的形變量一定，當(dāng)有n根相同橡皮筋并系在小車上時(shí)，n根相同橡皮筋對(duì)小車做的功就等于系一根橡皮筋時(shí)對(duì)小車做的功的n倍，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．所以我們不用直接測(cè)量功的數(shù)值．故AC錯(cuò)誤；
B、“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)中：如果沒有平衡摩擦力或沒有使木板傾斜或傾角太小，則在小車獲得的最大速度后由于摩擦阻力影響導(dǎo)致速度減小，出現(xiàn)“兩端密、中間疏”現(xiàn)象，故B正確；
D、實(shí)驗(yàn)中先接通電源再釋放小車，故D錯(cuò)誤．
故選：B．
答：（1）平衡摩擦力；（2）后面部分；（3）W與速度v的平方成正；（4）B

點(diǎn)評(píng) 注意實(shí)驗(yàn)的一些處理方法，例如選擇相鄰距離基本相同的若干個(gè)點(diǎn)作為小車勻速運(yùn)動(dòng)階段的點(diǎn)，用這些點(diǎn)計(jì)算小車的速度．圖象法是解決物理問題的常見方法，因?yàn)樗�具有�?jiǎn)便直觀的特點(diǎn)．
本題的關(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．用功能關(guān)系來理解是根本．