Question

6．“探究做功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，某同學(xué)用該裝置實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列操作中哪個(gè)是不可缺少的D．
A．測出小車的質(zhì)量
B．測出橡皮筋的伸長量
C．用量角器測出長木板的傾角
D．改變橡皮筋條數(shù)后將小車從同一位置靜止釋放
該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶如圖2所示，0、1、2…7為紙帶上連續(xù)打出的點(diǎn)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50Hz．根據(jù)這條紙帶，測得實(shí)驗(yàn)中小車最終獲得的速度為1.75m/s．

Answer 1

分析 橡皮筋的彈性勢能轉(zhuǎn)化為小車的動能，實(shí)驗(yàn)中改變拉力做功時(shí)，為了能定量，所以用不同條數(shù)的橡皮筋且拉到相同的長度，這樣橡皮筋對小車做的功就有倍數(shù)關(guān)系．橡皮筋對小車做的功和小車獲得的動能滿足：w=$\frac{1}{2}$mv²的關(guān)系，所以當(dāng)小車質(zhì)量一定時(shí)：w與v²成正比．實(shí)驗(yàn)前要平衡摩擦力，把木板的一段墊高，使得小車做勻速運(yùn)動即可，不需要用量角器測出長木板的傾角．
小車最后是勻速運(yùn)動，根據(jù)v=$\frac{x}{t}$求解小車最終獲得的速度．

解答 解：（1）A、本實(shí)驗(yàn)是為了探究做功與物體速度變化的關(guān)系，只要保證小車的質(zhì)量不變即可，不需要測量小車的質(zhì)量，故A錯(cuò)誤．
BD、實(shí)驗(yàn)中改變拉力做功時(shí)，為了能定量，所以用不同條數(shù)的橡皮筋且拉到相同的長度，這樣橡皮筋對小車做的功就有倍數(shù)關(guān)系．而不需要測量出每根橡皮筋做功的數(shù)值，即不需要測量橡皮筋的伸長量．每次只要保證從同一位置由靜止釋放這樣開始時(shí)橡皮筋的形變量相同，過程中每根橡皮筋做的功就相同．故B錯(cuò)誤、D正確．
C、平衡摩擦力時(shí)，把木板的一段墊高，使得小車做勻速運(yùn)動即可，不需要用量角器測出長木板的傾角，故C錯(cuò)誤．
故選：D．
（2）當(dāng)頻率為50Hz時(shí)，它每隔0.02s打一次點(diǎn)，
小車最后是勻速運(yùn)動，最大速度為：
v=$\frac{x}{t}$=$\frac{0.035}{0.02}$=1.75m/s
故答案為：（1）D
（2）1.75

點(diǎn)評 實(shí)驗(yàn)中要清楚是如何改變w，如何獲得的速度v即可．實(shí)驗(yàn)過程中需要注意的事項(xiàng)可圍繞原理記憶．本題關(guān)鍵要明確小車的運(yùn)動情況，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(yùn)動，因此明確實(shí)驗(yàn)原理是解答本題的關(guān)鍵．