Question

14．某學(xué)習(xí)小組做探究“合力的功和物體速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，如圖1中小車是在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行，這時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功記為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1中已有的實(shí)驗(yàn)器材外，還需要導(dǎo)線、開關(guān)、天平、刻度尺、交流電源．
（2）實(shí)驗(yàn)中，小車會(huì)受到摩擦阻力的作用，可以使木板適當(dāng)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(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
（4）從理論上講，橡皮筋做的功W和小車獲得的速度v的關(guān)系是W=$\frac{1}{2}$mv²．

Answer 1

分析 （1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電源，實(shí)驗(yàn)需要用刻度尺測量紙帶上兩點(diǎn)間的距離，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)器材分析答題．
（2）實(shí)驗(yàn)前應(yīng)平衡摩擦力，把木板的一端適當(dāng)墊高使拖著紙帶的小車在木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
（3）小車所受合外力為零時(shí)受到最大，根據(jù)題意分析判斷橡皮筋的狀態(tài)．
（4）應(yīng)用動(dòng)能定律求出W與v的關(guān)系．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)需要求出小車的動(dòng)能，需要測出小車的質(zhì)量與速度，測小車質(zhì)量需要天平，測小車速度需要用刻度尺測距離然后求出受到，實(shí)驗(yàn)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要使用交流電源，故還需要的實(shí)驗(yàn)器材有：天平、刻度尺、交流電源．
（2）實(shí)驗(yàn)前需要配合摩擦力，把木板的一端適當(dāng)墊高，放開拖著紙帶的小車，能夠勻速下滑即可，故ABC錯(cuò)誤，D正確，故選D．
（3）小車所受合力為零時(shí)速度最大，木板水平放置，沒有平衡摩擦力，小車受到橡皮筋拉力與摩擦力作用，當(dāng)小車受到最大即合力為零時(shí)橡皮筋的拉力等于摩擦力，此時(shí)橡皮筋處于伸長狀態(tài)，小車還沒有運(yùn)動(dòng)到兩鐵釘連線處，故ACD錯(cuò)誤，B正確，故選B．
（4）由動(dòng)能定理得：W=△E_K=$\frac{1}{2}$mv²-0，從理論上講，橡皮筋做的功W和小車獲得的速度v的關(guān)系是：W=$\frac{1}{2}$mv²；
故答案為：（1）天平、刻度尺、交流電源；（2）D；（3）B；（4）W=$\frac{1}{2}$mv²．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等問題，是該實(shí)驗(yàn)的�？純�(nèi)容，一定要掌握；掌握基礎(chǔ)知識(shí)即可解題，平時(shí)要注意基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)．