Question

6．用如圖A所示的裝置，探究功與物體速度變化的關(guān)系，實驗時，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通過打點計時器的紙帶，記錄其運動規(guī)律．請回答下列問題：

（1）實驗前適當(dāng)墊高木板目的是：平衡摩擦阻力．
（2）做“探究功與速度關(guān)系”的實驗時，下列說法正確的是C．
A．通過改變橡皮筋的長度來改變拉力做的功
B．實驗過程中木板適當(dāng)墊高就行，沒有必要反復(fù)調(diào)整
C．通過控制橡皮筋的伸長量不變，改變橡皮筋條數(shù)來分析拉力做的功
D．通過打點計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的平均速度即可
（3）實驗結(jié)束后利用所得的數(shù)據(jù)，畫出B圖中的甲和乙兩圖象，用來處理數(shù)據(jù)最好的是圖B中的乙．
（4）若粗糙的木板水平，小車在橡皮筋的作用下，當(dāng)小車速度最大時，關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置可能是A．

A．橡皮筋仍處于伸長狀態(tài)	B．橡皮筋處于原長狀態(tài)
C．小車在兩個鐵釘連線處	D．小車已過兩個鐵釘連線處

Answer 1

分析 （1）小車下滑時受到重力、細(xì)線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應(yīng)該用重力的下滑分量來平衡摩擦力，故可以將長木板的一段墊高；
（2）在探究橡皮筋的拉力對小車所做的功與小車速度變化的關(guān)系的實驗中應(yīng)注意：n根相同橡皮筋對小車做的功就等于系一根橡皮筋時對小車做的功的n倍，這個設(shè)計很巧妙地解決了直接去測量力和計算功的困難；該實驗需要平衡摩擦力以保證動能的增量是只有橡皮筋做功而來；小車最大速度即為后來勻速運動的速度；
（3）根據(jù)W與v，W與v²的關(guān)系圖線，結(jié)合數(shù)學(xué)知識中的冪函數(shù)的圖象特點得到結(jié)論．
（4）當(dāng)橡皮筋的拉力與小車受到的摩擦力大小相等時，小車的速度最大，此時橡皮筋仍處于伸長狀態(tài)．

解答 解：（1）小車下滑時受到重力、細(xì)線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應(yīng)該用重力的下滑分量來平衡摩擦力，故可以將長木板的一段墊高；
（2）A、橡皮筋拉小車時的作用力是變力，我們不能求變力做功問題，但選用相同的橡皮筋，且伸長量都一樣時，橡皮條數(shù)的關(guān)系就是做功多少的關(guān)系，因此用不同條數(shù)的橡皮筋且拉到相同的長度，這樣橡皮筋對小車做的功才有倍數(shù)關(guān)系，故A錯誤，C正確；
B、實驗過程中木板適當(dāng)墊高就行，反復(fù)調(diào)整使得小車沿木板向下的重力與摩擦力平衡才行，故B錯誤．
D、橡皮條做功完畢，速度最大，通過研究紙帶，得到小車的最大速度，故D錯誤．
故選：C．
（3）根據(jù)甲圖，得到W=axⁿ，式子中a為常系數(shù)，n為指數(shù)；當(dāng)n=1時，圖線為直線；當(dāng)n＜1時，圖線向下彎曲；當(dāng)n＞1時，圖線向上彎曲；
甲圖圖線向上彎曲，故表達(dá)式W=avⁿ中n為大于1的任意數(shù)值，而乙圖中，W與v²成正比．故乙圖正確．
（4）若粗糙的木板水平，小車在橡皮筋的作用下先做加速運動，當(dāng)橡皮筋的拉力與小車受到的摩擦力大小相等時，小車的速度最大，此時橡皮筋仍處于伸長狀態(tài)；所以選項A正確；
故答案為：（1）平衡摩擦阻力；（2）C；（3）乙；（4）A

點評 本題關(guān)鍵是涉及到功的測量方法和用圖想法分析實驗數(shù)據(jù)，通過改變橡皮條的條數(shù)巧妙地使總功整數(shù)倍地增加，同時要明確正比圖線是通過坐標(biāo)原點的直線．