Question

20．某學習小組做探究“合力的功和物體速度變化關系”的實驗如圖1，圖中小車是在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行，這時，橡皮筋對小車做的功記為W．當用2條、3條…完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次…實驗時，使每次實驗中橡皮筋伸長的長度都保持一致．每次實驗中小車獲得的速度由打點計時器所打的紙帶測出．

（1）除了圖中已有的實驗器材外，還需要導線、開關、刻度尺和A電源．
A．低壓交流     B．高壓交流    C低壓直流     D高壓直流
（2）實驗中，小車會受到摩擦阻力的作用，可以使木板適當傾斜來平衡掉摩擦阻力，則下面操作正確的是D．
A．放開小車，能夠自由下滑即可
B．放開小車，能夠勻速下滑即可
C．放開拖著紙帶的小車，能夠自由下滑即可
D．放開拖著紙帶的小車，能夠勻速下滑即可
（3）若木板水平放置，小車在兩條橡皮筋作用下運動，當小車速度最大時，關于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置，下列說法正確的是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．小車在兩個鐵釘?shù)倪B線處
D．小車已過兩個鐵釘?shù)倪B線
（4）在正確操作情況下，打在紙帶上的點并不都是均勻的，為了測量小車獲得的速度，應選用紙帶的HK部分進行測量（根據(jù)如圖2所示的紙帶回答）．

Answer 1

分析 （1）測量紙帶上各點之間的距離需要使用刻度尺；打點計時器的電源應該選用交流電源；
（2）橡皮條做功完畢，速度最大，動能最大；
（3）平衡摩擦力后，橡皮筋的拉力等于合力，橡皮條做功完畢，小車的速度最大，若不進行平衡摩擦力操作，則當橡皮筋的拉力等于摩擦力時，速度最大；
（4）實驗時需要測出橡皮筋恢復原長，即小車做勻速直線運動時的速度，根據(jù)圖示紙帶分析答題．

解答 解：（1）電磁式打點計時器的電源應該選用交流低壓電源，故A正確，BCD錯誤；
故選：A　
（2）實驗中可以適當抬高木板的一側(cè)來平衡摩擦阻力．受力平衡時，小車應做勻速直線運動，所以正確的做法是：放開拖著紙帶的小車，能夠勻速下滑即可，故ABC錯誤，D正確．
故選：D
（3）若木板水平放置，對小車受力分析可知，小車速度最大時小車受到的合力應為零，即小車受到的橡皮筋拉力與摩擦力相等，橡皮筋應處于伸長狀態(tài)，小車在兩個鐵釘?shù)倪B線的左側(cè)，尚未到兩個鐵釘?shù)倪B線處，故ACD錯誤，B正確．
故選：B
（4）要驗證的是“合力做功和物體速度變化的關系”，小車的初速度為零，故需要知道做功完畢的末速度即最大速度v，此后小車做的是勻速運動，故應測紙帶上的勻速運動部分，由紙帶的間距可知，應該選擇HK部分．
故答案為：（1）A；（2）D；（3）B；（4）HK．

點評 本題考查了實驗器材、實驗注意事項、實驗數(shù)據(jù)處理，探究功與速度變化的關系實驗，應求出橡皮筋完全恢復原長時的速度，應選紙帶上相鄰點間距離相等的紙帶進行實驗數(shù)據(jù)處理．