Question

4．如圖1所示是某同學(xué)做“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置圖，圖中是小車在一條椽皮筋作用下彈出，沿木板滑行的情形．這時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功記為W，當(dāng)把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)，每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放．小車每次實(shí)驗(yàn)中獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打點(diǎn)的紙帶測(cè)出．

（1）實(shí)驗(yàn)中，小車會(huì)受到摩擦阻力的作用，可以在不加橡皮筋時(shí)，使木板適當(dāng)傾斜來(lái)平衡摩擦阻力．下面操作正確的是D．
A．放開(kāi)小車，能夠自由下滑即可
B．放開(kāi)小車，能夠勻速下滑即可
C．放開(kāi)拖著紙帶的小車，能夠自由下滑即可
D．放開(kāi)拖著紙帶的小車，輕推一下能夠勻速下滑即可
（2）關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的操作，下列敘述正確的是CD
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．每次實(shí)獫中．橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度沒(méi)有必要保持一致
C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并由靜止釋放
D．先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出
（3）在正確操作的情況下，打在紙帶上的點(diǎn)并不都是均勻的．如圖2為第三次實(shí)驗(yàn)中通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器獲得的紙帶．其中每?jī)蓚�(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有一個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電周期為0.02s．為了測(cè)量小車獲得的速度．應(yīng)選圖2中的CD段（填A(yù)B或CD）來(lái)計(jì)算小車的速度v．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)中可以適當(dāng)抬高木板的一側(cè)來(lái)平衡摩擦阻力．受力平衡時(shí)，小車應(yīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
（2）實(shí)驗(yàn)中改變拉力做功時(shí)，為了能定量，所以用不同的條數(shù)的橡皮筋且拉到相同的長(zhǎng)度，這樣橡皮筋對(duì)小車做的功就有倍數(shù)關(guān)系，而不需要測(cè)量出每根橡皮筋做功的數(shù)值．
（3）小車先在橡皮條的拉動(dòng)下做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)橡皮條恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，拉力減為0，小車由于慣性繼續(xù)做勻速運(yùn)動(dòng)，可知?jiǎng)蛩贂r(shí)的速度就是該過(guò)程中的最大速度．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)中可以適當(dāng)抬高木板的一側(cè)來(lái)平衡摩擦阻力．受力平衡時(shí)，小車應(yīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以正確的做法是：放開(kāi)拖著紙帶的小車，能夠勻速下滑即可，故ABC錯(cuò)誤，D正確．
故選：D．
（2）AB、我們用橡皮筋拉動(dòng)小車的方法，來(lái)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，即A錯(cuò)誤、B錯(cuò)誤．
C、實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并由靜止釋放，這樣可以盡量多的利用紙帶，故C正確；
D、先接通電源，后釋放小車，是基本規(guī)范，故D正確．
故選：CD
（3）各點(diǎn)之間的距離相等的時(shí)候小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以為了測(cè)量橡皮筋做功后小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的 CD段進(jìn)行測(cè)量．
故答案為：（1）D       （2）CD       （3）CD

點(diǎn)評(píng) 本題涉及打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作原理和探究功與速度變化關(guān)系實(shí)驗(yàn)的原理，從實(shí)驗(yàn)原理的角度分析即可．