Question

9．小詩同學做探究“合力做功與物體速度變化關系”的實驗裝置如圖甲所示，小車在橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行．先平衡摩擦力，再用1條橡皮筋對小車做的功記為W，當用2條、3條…實驗時，每次實驗中橡皮筋伸長的長度都保持一致．實驗中小車獲得的速度由打點計時器所打的紙帶測出．

（1）在實驗準備過程中，小詩整理了一些實驗器材如圖乙所示，還缺少交流電源和刻度尺．
（2）配齊了實驗器材后，小詩同學用一條橡皮筋做實驗，打出了如圖丙所示的一條紙帶，請寫出小詩在實驗中可能出現(xiàn)的不當操作平衡摩擦力不足；實驗時把橡皮筋纏在立柱上等（寫出一種即可）．
（3）在修正了這些錯誤之后，小詩對打出的紙帶進行測量和計算，得到了橡皮筋做功W和最大速度值Vm，記錄在下表中；根據(jù)實處理數(shù)據(jù)時，為了使圖象能直觀反映實驗結論，若把W作為縱坐標，應把v_m²作為橫坐標．

橡皮筋做功W	W	2W	3W	4W	5W
最大速度值Vm（m/s）	0.91	1.19	1.59	1.79	1.99
Vm2（m2/s2）	0.83	1.42	2.53	3.20	3.96

（4）小詩同學做完實驗后，對該實驗做了一些評價，你認為下列觀點合理的是D
A．本實驗研究的過程是小車在傾斜的木板上運動的全過程
B．該實驗沒有測量出橡皮筋做功的數(shù)值，所以結論還有待完善
C．若平衡摩擦過度，也可以根據(jù)后面勻加速的一段求得小車的末速度代表Vm
D．該實驗只是探究了變力做功與速度變化的關系，還應該對恒力做功也做個探究，才能得到更為全面的結論．

Answer 1

分析 （1）除了圖中已有的實驗器材以及交流電源、導線、開關以外，還需要刻度尺來測量長度；
（2）由紙帶點間距可知，紙帶做減速運動，從而即可判定分析求解；
（3）作出W與v²的關系圖線，得出合力做功與速度二次方的關系；
（4）依據(jù)實驗原理，及操作步驟，即可求解．

解答 解：（1）除了圖中已有的實驗器材以及交流電源、導線、開關以外，要計算小車的速度，需要：v=$\frac{x}{t}$，t由打點計時器給出，還需要刻度尺來測量長度．
因此還缺少交流電源和刻度尺．
（2）如圖丙所示的一條紙帶，小車做減速運動，可能是平衡摩擦力不足，也可能是實驗時把橡皮筋纏在立柱上，使小車運動受阻．
（3）用作圖法處理數(shù)據(jù)時，為了使圖象能直觀反映實驗結論，若把橡皮筋做功W作為縱坐標，應把v_m²作為橫坐標，圖線如圖所示．

（4）、A．本實驗研究的過程是小車在傾斜的木板上勻速運動的過程，而不是全過程，故A錯誤；
B．該實驗不需要測量出橡皮筋做功的數(shù)值，通過改變橡皮筋的根數(shù)來實現(xiàn)改變做功的多少，故B錯誤；
C．若平衡摩擦過度，則動能的增加，不完全由彈力做功所得，還有重力做功，因此不可以根據(jù)后面勻加速的一段求得小車的末速度代表V_m，故C錯誤；
D．該實驗只是探究了變力做功與速度變化的關系，還應該對恒力做功也做個探究，才能得到更為全面的結論，故D正確．
故答案為：（1）交流電源、刻度尺；
（2）平衡摩擦力不足；實驗時把橡皮筋纏在立柱上等；
（3）v_m²； 
（4）D．

點評 本題考查了探究功與速度變化的關系實驗的實驗原理、實驗操作規(guī)范、誤差來源，通過選取幾條完全相同的橡皮筋是功成倍增加來化解變力做功的測量難點，解答該題的關鍵是明確小車的運動過程．