Question

某同學用如圖所示的實驗裝置探究功與速度變化的關系．實驗步驟如下：

a．安裝好實驗器材．
b．接通電源后，讓拖著紙帶的小車在橡皮筋的作用下沿平板斜面向下彈出，沿木板滑行．在紙帶上選擇合適的點距確定小車的速度v₁．
c、換用2條、3條…同樣的橡皮筋重復幾次（每次都從同一初始位置釋放小車），分別求出小車的速度v₁、v₂…．
d．通過測量和計算，該同學判斷出小車沿平板做勻加速直線運動．
結合上述實驗步驟，請你完成下列任務：
①實驗中，除打點計時器（含紙帶、復寫紙）、小車、平板、鐵架臺、導線及開關外，在下面的儀器和器材中，必須使用的有

A

和

C

．（填選項代號）
A、電壓合適的50Hz的交流電源    B、電壓可調的直流電源
C、刻度尺      D、秒表       E、天平       F、重錘
②小車運動中會受到阻力，這會對實驗帶來一定的影響，為了減小這些影響，你認為可以采取的辦法是：

平衡摩擦力

．
③圖示為某次實驗所獲得的打點紙帶，你認為應該選用圖中A、B、C、D、E哪個點的速度最能符合實驗要求

C

④表記錄了一次實驗得到的橡皮筋條數(shù)與小車速度的關系．請你根據(jù)表中的數(shù)據(jù)通過W-x （x坐標自行決定）圖線分析小車從靜止出發(fā)后橡皮筋彈力對小車做的功與小車速度變化的關系．（要求簡述理由）

實驗次數(shù)	橡皮筋根數(shù)	速度（m/s）
1	1	1.00
2	2	1.40
3	3	1.75
4	4	2.00
5	5	2.20
6	6	2.48

Answer 1

分析：①通過實驗的原理出發(fā)，確定所需測量的物理量，從而確定所需的器材，以及不必要的器材；
②小車在水平方向上受橡皮筋的拉力和阻力力，要消除該影響需要平衡摩擦力；
③若正確操作，紙帶上最后所打點點距是均勻的，此時的速度即為最大速度，據(jù)此可求出小車做勻速運動時的速度大小，即為最終小車獲得的速度大小，該題中后來點距逐漸減小，說明小車受到摩擦力作用，點距最大的點最符合要求；
④根據(jù)所給數(shù)據(jù)，做出W-v²圖象即可得出結論．

解答：解：①實驗中，除打點計時器（含紙帶、復寫紙）、小車、平板、鐵架臺、導線及開關外，在下列的器材中，必須使用的有電壓合適的50Hz交流電源給打點計時器供電，需要用刻度尺測量計數(shù)點之間的距離處理數(shù)據(jù)，
故選：AC．
②小車運動過程總受到摩擦阻力作用，因此要減少誤差，該實驗中要進行平衡摩擦力操作．
③若正確操作，紙帶上最后所打點點距是均勻的，此時的速度即為最大速度，據(jù)此可求出小車做勻速運動時的速度大小，即為最終小車獲得的速度大小，該題中后來點距逐漸減小，說明小車受到摩擦力作用，點距最大的點最符合要求，即C點的速度最符合要求；根據(jù)圖可知，當橡皮筋開始對小車做功時，速度為零，這說明實驗中沒有平衡摩擦或平衡摩擦力不夠．
④一根橡皮筋做功為W，二根做功為2W，以此類推，用縱坐標表示做功大�。ㄏ鹌そ顥l數(shù)），橫坐標表示速度的平方，得出W-v²圖象如下所示：

由此可知，合外力做功與速度的平方成正比．
故答案為：①AC，②平衡摩擦力，③C，④見上圖．

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；數(shù)據(jù)處理時注意數(shù)學知識的應用，本題是考查實驗操作及數(shù)據(jù)處理的方法等問題．