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    20．如图1所示是某同学做“探究功与速度变化的关系”的实验装置图，图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形．这时，橡皮筋对小车做的功记为W，当把2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放．小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打点的纸带测出．
    （1）实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以在不加橡皮筋时，使木板适当倾斜来平衡摩擦阻力．下面操作正确的是D
    A．放开小车，能够自由下滑即可
    B．放开小车，能够匀速下滑即可
    C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可
    D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可
    （2）关于本实验的操作，下列叙述正确的是CD
    A．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值
    B．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致
    C．实验时，应使小车靠近打点计时器并由静止释放
    D．先接通打点计时器电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出
    （3）在正确操作的情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的．如图2为第三次实验中通过打点计时器获得的纸带，其中每两个计数点间还有一个点未标出．已知打点计时器使用的交流电周期为0.02s．为了测量小车获得的速度，应选图2中的CD段（填AB或CD）来计算小车的速度v．
    （4）表是本实验的数据记录表，根据图2填写第三次实验的数据
         数据
    物理量    		橡皮筋做的功小车获得的速度vn小车速度的平方vn2
    1W1.001.00
    22W1.401.96
    33W
    44W1.983.92
    55W2.245.02
    （5）以v2为横轴、W为纵轴建立直角坐标系．根据以上记录表中的数据描点，图中已描出了第1、2、4、5次实验的点．请根据第三次实验的数据，在图3中描出相应的点，并作出W-v2图象．
    （6）根据图象分析，得到的结论是W∝v2．

    分析 （1）实验中可以适当抬高木板的一侧来平衡摩擦阻力．受力平衡时，小车应做匀速直线运动．
    （2）实验中改变拉力做功时，为了能定量，所以用不同条数的橡皮筋且拉到相同的长度，这样橡皮筋对小车做的功就有倍数关系．而不需要测量出每根橡皮筋做功的数值．
    （3）小车先在橡皮条的拉动下做加速运动，当橡皮条恢复原长时，拉力减为零，小车由于惯性继续做匀速运动，可知小车匀速时的速度就是该过程中的最大速度．
    （4）根据数学知识分析功与速度的关系，再求解速度和动能．
    （5）采用描点法作出W-v2图象．
    （6）由图象的形状分W与v2的关系，从而得出结论．

    解答 解：（1）实验中可以适当抬高木板的一侧来平衡摩擦阻力．受力平衡时，放开拖着纸带的小车，小车应做匀速直线运动，所以正确的做法是：放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可，故ABC错误，D正确．
    故选：D．
    （2）AB、我们用橡皮筋拉动小车的方法，来探究橡皮筋的拉力对小车所做的功与小车速度变化的关系，实验时，每次保持橡皮筋的形变量一定，当有n根相同橡皮筋并系在小车上时，n根相同橡皮筋对小车做的功就等于系一根橡皮筋时对小车做的功的n倍，所以每次实验中，橡皮筋拉伸的长度必需要保持一致，不需要算出橡皮筋对小车做功的具体数值，故AB错误；
    C、实验时，应使小车靠近打点计时器，防止纸带上留下空白．每次都要从同一位置由静止释放这样开始时橡皮筋的形变量相同，过程中每根橡皮筋做的功才相同．故C正确．
    D、先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出，故D正确．
    故选：CD．
    （3）各点之间的距离相等的时候小车做匀速直线运动，所以为了测量橡皮筋做功后小车获得的速度，应选用纸带的 CD段进行测量．
    （4）由表格的数据可知：W与vn2成正比，则
    对第1组和第3组数据相比可得：$\frac{W}{3W}$=$\frac{{v}_{1}^{2}}{{v}_{3}^{2}}$，得 v3=$\sqrt{3}$v1=1.73m/s
    ${v}_{3}^{2}$=3.00 m2/s2；
    （5）作出W-v2图象如图所示．
    （6）根据图象分析，得到的结论是：W∝v2．
    故答案为：（1）D；（2）CD；（3）CD；（4）1.73，3.00；（5）图见上；（6）W∝v2．

    点评 本题涉及打点计时器的工作原理和探究功与速度变化关系实验的原理，从实验原理的角度分析即可．

    练习册系列答案
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    ③即使在操作规范，数据测量及数据处理很准确的前提下，该实验测得的△EP也一定略大于△EK，这是实验存在系统误差的必然结果，试分析该系统误差产生的主要原因：重锤在下落时要受到阻力作用（对纸带的摩擦力、空气阻力）．

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