Question

8．“探究功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)如圖所示，當(dāng)小車在一條橡皮筋作用下彈出時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做得功記W，當(dāng)用2條、3條…完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次…實(shí)驗(yàn)時(shí)，使每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長的長度都保持一致．每次實(shí)驗(yàn)中小車獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測出．
（1）除了圖中已有的實(shí)驗(yàn)器材外，還需要導(dǎo)線、開關(guān)、刻度尺（填測量工具）和交流電源（填“交流”或“直流”）．
（2）若木板水平放置，小車在兩條橡皮筋作用下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小車速度最大時(shí)，關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置，下列說法中正確的是B
A．橡皮筋處于原長狀態(tài)　　　　　　　　　　　　　　B．橡皮筋仍處于伸長狀態(tài)
C．小車在兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線處　　　　　　　　　　D．小車已過兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線．
（3）在該實(shí)驗(yàn)中，下列敘述正確的是D
A．每次實(shí)驗(yàn)必須設(shè)法算出橡皮筋對(duì)小車做功的具體數(shù)值　　　　
B．實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋第二次的伸長長度是第一次伸長長度的二倍
C．實(shí)驗(yàn)中長木板表面應(yīng)該盡量光滑且水平放置
D．每次實(shí)驗(yàn)都必須先接通電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出．

Answer 1

分析 （1）現(xiàn)在通過實(shí)驗(yàn)來探究功與物體動(dòng)能變化關(guān)系，小車的速度由紙帶上打的點(diǎn)測量位移，用平均速度來計(jì)算，因此需要刻度尺，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交流電源；
（2）若木板是水平放置的，說明沒有平衡摩擦力，則小車在運(yùn)動(dòng)過程中要考慮受到滑動(dòng)摩擦力，小車先加速后減速；當(dāng)小車速度達(dá)最大時(shí)，小車的合力為零；
（3）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)所具的彈性勢能，而這個(gè)彈性勢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量力和計(jì)算功的困難．

解答 解：（1）探究橡皮筋做功與小車的動(dòng)能變化的關(guān)系，則小車的速度根據(jù)紙帶上所打的點(diǎn)，通過測量位移，求平均速度來代替瞬時(shí)速度．因此必須要有毫米刻度尺；要使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器能工作，必須接交流電源．
（2）若木板是水平放置的，則小車在運(yùn)動(dòng)過程中要受到滑動(dòng)摩擦力，當(dāng)小車速度達(dá)最大時(shí)，則小車的合力為零．所以除摩擦力外，還有橡皮筋的拉力．因此橡皮筋處于伸長狀態(tài)．故選：B．
（3）AB、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)所具的彈性勢能，而這個(gè)彈性勢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量力和計(jì)算功的困難．所以我們不用直接測量功的數(shù)值，即A錯(cuò)誤、B錯(cuò)誤．
C、為了保證小車的動(dòng)能都是橡皮筋做功的結(jié)果，必須平衡摩擦力，長木板要適當(dāng)?shù)膬A斜．所以C錯(cuò)誤．
D、根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用規(guī)則，先接通電源，再讓小車運(yùn)動(dòng)，D正確．
故選：D；
故答案為：
（1）刻度尺，交流；
（2）B；
（3）D．

點(diǎn)評(píng) 小車的速度通過紙帶上點(diǎn)求出，而小車的動(dòng)能完全是由橡皮筋做功而導(dǎo)致的．同時(shí)巧用一根橡皮筋做功為W，兩根橡皮筋則為2W，但每根伸長的長度必須相同，該實(shí)驗(yàn)中如果平衡摩擦力則小車的運(yùn)動(dòng)情況是先加速，再勻速，最后減速，橡皮條做功完畢，速度最大，做勻速運(yùn)動(dòng)；如果沒有平衡摩擦力，橡皮條先加速后減速，沒有勻速過程．