Question

“探究功與物體速度變化的關系”的實驗裝置如圖1所示，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）實驗前要平衡摩擦力是為了在每次實驗中

D

．
A．小車所受外力的總功為零
B．小車所受外力的總功相同
C．摩擦力對小車不做功
D．小車所受外力做的總功等于橡皮筋的拉力所做的功
（2）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（視小車為質點），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
（3）實驗中，打點計時器使用的交流電頻率為50Hz．某同學打出的一段紙帶如圖2所示，則小車勻速運動時的速度大小為

2.0

m/s．（計算結果保留2位有效數(shù)字）
（4）實驗中，某同學分別用1根、2根、…、5根相同橡皮筋進行實驗，測得小車勻速運動時的速度分別為0.52m/s、0.78m/s、0.96m/s、1.08m/s、1.22m/s．請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在圖3坐標紙中畫出W-v的圖線．

Answer 1

分析：（1）小車下滑時受到重力、細線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應該用重力的下滑分量來平衡摩擦力，使得橡皮筋做的功等于合外力對小車做的功；
（2）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)；
（3）根據(jù)紙袋上的數(shù)據(jù)可以判定，各點之間的距離相等的時候小車做直線運動，利用公式：v=

x

t

可得出結論．
（4）利用描點法可以做出圖象，注意作圖時點跡清晰，描線平滑，不作外推．

解答：解：（1）小車下滑時受到重力、細線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應該用重力的下滑分量來平衡摩擦力，使得橡皮筋做的功等于合外力對小車做的功，故D正確．
（2）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，尚未到兩個鐵釘?shù)倪B線處，故ACD錯誤，B正確．
（3）各點之間的距離相等的時候小車做直線運動，由圖可知，兩個相鄰的點之間的距離是4.00cm時做勻速直線運動，t=

1

f

=0.02s，則v=

x

t

=

0.04

0.02

=2.0m/s
（4）用描點法得出圖象如下所示：
故答案為：（1）D；（2）B；（3）2.0；（4）如圖所示．

點評：明確了該實驗的實驗原理以及實驗目的，即可了解具體操作的含義，以及如何進行數(shù)據(jù)處理．