Question

請(qǐng)完成以下小題．
（1）如圖1所示，是某研究性學(xué)習(xí)小組做“探究橡皮筋做的功和物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，圖中是小車在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行的情形，這時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功記為W．當(dāng)我們用2條、3條…完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次…實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放，小車每次實(shí)驗(yàn)中獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測(cè)出．

①除了圖1中的已給出的實(shí)驗(yàn)器材外，還需要的器材有    ；
②實(shí)驗(yàn)時(shí)為了使小車只在橡皮筋作用下運(yùn)動(dòng)，應(yīng)采取的措施是    ；
③在用圖示裝置做“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列對(duì)于實(shí)驗(yàn)步驟的描述中，正確的是   
A．通過改變橡皮筋的條數(shù)改變拉力做功的數(shù)值
B．通過改變橡皮筋的長(zhǎng)度改變拉力做功的數(shù)值
C．通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來測(cè)定小車加速過程中獲得的最大速度
D．通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶來測(cè)定小車加速過程中獲得的平均速度
（2）在做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)得到一條用電火花計(jì)時(shí)器打下的紙帶如圖甲所示，并在其上取A、B、C、D、E、F、G7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)圖中沒有畫出，電火花計(jì)時(shí)器接50Hz交流電源．他經(jīng)過測(cè)量并計(jì)算得到電火花計(jì)時(shí)器在打B、C、D、E、F各點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度如下表：

對(duì)應(yīng)點(diǎn)	B	C	D	E	F
速度（m/s）	0.141	0.180	0.218	0.262	0.301

①設(shè)電火花計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間隔為T，則計(jì)算v_F的公式為v_F=    （用題中所給物理量符號(hào)表示）
②根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)，以A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻為計(jì)時(shí)的開始，即t=0．試在圖乙所示坐標(biāo)系中合理地選擇標(biāo)度，作出v-t圖象，并利用該圖象求物體的加速度a=    m/s²．

Answer 1

【答案】分析：（1）①該實(shí)驗(yàn)用到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，所以需要交流電源，要測(cè)量長(zhǎng)度，還需要刻度尺；②小車下滑時(shí)受到重力、細(xì)線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，需要采取平衡摩擦力的措施；③用橡皮筋拉小車探究功與速度變化的關(guān)系，必須平衡摩擦力，讓小車的速度增加僅僅是橡皮筋做功的結(jié)果；我們通過改變橡皮筋的條數(shù)來改變做功的多少，不用測(cè)量變力；小車的速度是加速段獲得的最大速度即以后的勻速段的速度．
（2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度可以求出F點(diǎn)的瞬時(shí)速度；根據(jù)v-t圖象的物理意義可知，圖象的斜率表示加速度的大小，因此根據(jù)圖象求出其斜率大小，即可求出其加速度大小．
解答：解：（1）①該實(shí)驗(yàn)用到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，所以需要交流電源，要測(cè)量長(zhǎng)度，還需要刻度尺；
②小車下滑時(shí)受到重力、細(xì)線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應(yīng)該用重力的下滑分量來平衡摩擦力，故可以將長(zhǎng)木板的一段墊高平衡小車所受的摩擦力．
③A：橡皮筋拉小車時(shí)的作用力是變力，我們不能求變力做功問題，但選用相同的橡皮筋，且伸長(zhǎng)量都一樣時(shí)，橡皮條數(shù)的關(guān)系就是做功多少的關(guān)系，因此，可以不需求出變力功的大小，就知道功的關(guān)系．所以A正確，B錯(cuò)誤；
 C、D：當(dāng)橡皮筋做功完畢小車應(yīng)獲得最大速度，由于平衡了摩擦力所以小車以后要做勻速運(yùn)動(dòng)，相鄰兩點(diǎn)間的距離基本相同．所以計(jì)算小車速度應(yīng)該選擇相鄰距離基本相同的若干個(gè)點(diǎn)作為小車的勻速運(yùn)動(dòng)階段，用這些點(diǎn)計(jì)算小車的速度．故C對(duì)D錯(cuò)誤．
綜上可知A、C正確．
故選AC
（2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度，電火花計(jì)時(shí)器的周期為T，所以從E點(diǎn)到G點(diǎn)時(shí)間為10T，有：
v_F=
根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，利用描點(diǎn)法做出圖象如下；

圖象斜率大小等于加速度大小，故a==0.40m/s
故答案為：（1）交流電源、刻度尺；將長(zhǎng)木板的一段墊高平衡小車所受的摩擦力；AC；（2）；0.40．
點(diǎn)評(píng)：（1）本題關(guān)鍵是結(jié)合探究功與速度變化關(guān)系的實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行分析，如本實(shí)驗(yàn)中，明確小車的運(yùn)動(dòng)情況，先加速，再勻速，橡皮條做功完畢，速度最大，做勻速運(yùn)動(dòng)，故需要測(cè)量勻速階段的速度．
（2）本題考查了利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和推論解決問題的能力，同時(shí)注意圖象法在物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用．