Question

6．“探究功與物體速度變化的關系”的實驗裝置如圖所示，當小車在一條橡皮筋作用下彈出時，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…，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）除了圖甲中已有的實驗器材外，還需要導線、開關、低壓交流電源、毫米刻度尺（填測量工具）．
（2）關于“探究功與速度變化的關系”的實驗，下列敘述正確的是B
A．每次實驗必須設法算出橡皮筋對小車做功的具體數值
B．每次實驗中，橡皮筋拉伸的長度沒有必要保持一致
C．放小車的長木板應該盡量使其水平
D．先接通電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出
（3）某同學在一次實驗中得到了一條如圖乙所示的紙帶，這條紙帶上的點距并不均勻，下列說法正確的是BD
A．紙帶的左端是與小車相連的
B．紙帶的右端是與小車相連的
C．利用E、F、G、H、I、J這些點之間的距離來確定小車的速度
D．利用A、B、C、D這些點之間的距離來確定小車的速度

Answer 1

分析 （1）現在通過實驗來探究功與物體動能變化關系，小車的速度由紙帶上打的點測量位移，用平均速度來計算，因此需要刻度尺；
（2）橡皮筋拉動小車的彈力雖然是個變力，但這個彈力做的功，數值上就等于橡皮筋發(fā)生形變時所具的彈性勢能，而這個彈性勢能又與橡皮筋的形變量相對應；橡皮筋的形變量一定，這個彈力做的功就是一定的，實驗時，每次保持橡皮筋的形變量一定，當有n根相同橡皮筋并系在小車上時，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，這個設計很巧妙地解決了直接去測量力和計算功的困難；
（3）與小車相連的一端打的點比較密集一點，要測量最大速度，應該選用點跡均勻的部分．

解答 解：（1）探究橡皮筋做功與小車的動能變化的關系，則小車的速度根據紙帶上所打的點，通過測量位移，求平均速度來代替瞬時速度．因此必須要有毫米刻度尺；
（2）AB、我們用橡皮筋拉動小車的方法，來探究橡皮筋的拉力對小車所做的功與小車速度變化的關系，這是一個非常精妙的設計．直接去測量一個正做變速運動物體所受拉力是很困難的．橡皮筋拉動小車的彈力雖然是個變力，但這個彈力做的功，數值上就等于橡皮筋發(fā)生形變時所具的彈性勢能，而這個彈性勢能又與橡皮筋的形變量相對應；橡皮筋的形變量一定，這個彈力做的功就是一定的．實驗時，每次保持橡皮筋的形變量一定，當有n根相同橡皮筋并系在小車上時，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，這個設計很巧妙地解決了直接去測量力和計算功的困難．所以我們不用直接測量功的數值，故AB錯誤．
C、為了保證小車的動能都是橡皮筋做功的結果，必須平衡摩擦力，長木板要適當的傾斜．所以C錯誤．
D、根據打點計時器的使用規(guī)則，先接通電源，再讓小車運動，故D正確．
故選：D
（3）A、紙帶右端密集，故紙帶的右端是與小車相連的，故A錯誤，B正確；
C、要測量最大速度，應該選用點跡恒定的部分．即應選用紙帶的A、B、C、D部分進行測量，故D正確，C錯誤．
故選：BD．
故答案為：
（1）毫米刻度尺；
（2）D；
（3）D．

點評 小車的速度通過紙帶上點求出，而小車的動能完全是由橡皮筋做功而導致的．同時巧用一根橡皮筋做功為W，兩根橡皮筋則為2W，但每根伸長的長度必須相同，該實驗中如果平衡摩擦力則小車的運動情況是先加速，再勻速，最后減速，橡皮條做功完畢，速度最大，做勻速運動；如果沒有平衡摩擦力，橡皮條先加速后減速，沒有勻速過程．