Question

（1）“探究动能定理”的实验装置如图所示，当小车在两条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W．当用4条、6条、8条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次…实验时，橡皮筋对小车做的功记为2W、3W、4W…，每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出．关于该实验，下列说法正确的是
A．某同学在一次实验中，得到一条记录纸带．纸带上打出的点，两端密、中间疏．出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小．
B．当小车速度达到最大时，橡皮筋处于伸长状态，小车在两个铁钉的连线处
C．应选择纸带上点距均匀的一段计算小车的最大速度
D．应选择纸带上第一点到最后一点的一段计算小车的最大速度．
（2）某兴趣小组在做“探究做功和物体速度变化关系”的实验前，提出了以下几种猜想：①W∝v，②W∝v²，③W∝．他们的实验装置如图甲所示，PQ为一块倾斜放置的木板，在Q处固定一个速度传感器（用来测量物体每次通过Q点的速度）．在刚开始实验时，有位同学提出，不需要测出物体质量，只要测出物体初始位置到速度传感器的距离和读出速度传感器的读数就行了，大家经过讨论采纳了该同学的建议．
①请你简要说明为什么不需要测出物体的质量？
②让小球分别从不同高度无初速释放，测出物体初始位置到速度传感器的距离L₁、L₂、L₃、L₄…，读出小球每次通过Q点的速度v₁、v₂、v₃、v₄、…，并绘制了如图乙所示的L-v图象．若为了更直观地看出L和v的变化关系，他们下一步应怎么做？

Answer 1

【答案】分析：（1）该实验中为了确保橡皮筋拉力为小车的外力，需要进行平衡摩擦力的操作，小车的整个运动过程是，小车在橡皮条的拉力作用下先加速运动，当橡皮条恢复原长时，小车由于惯性继续前进，做匀速运动，明确实验原理即可正确解答本题；
（2）通过实验来探究“合外力做功和物体速度变化的关系”，每次实验物体从不同初位置处静止释放，量出初位置到速度传感器的位移、读出物体到传感器位置的速度，根据实验数据列出数据表并描点作出图象，从而找到位移与速度变化的关系，在运动过程中，由于物体受力是恒定的，所以得出合外力做功与物体速度变化的关系．
解答：解：（1）该是实验中要进行平衡摩擦力的操作，正常情况是纸带上打出点先逐渐增大，后间距不变，即小车先加速后匀速，若两端密、中间疏则说明小车后来做减速运动，这说明没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不够，即没有使木板倾斜或倾角太小，故A正确；
B、当小车速度达到最大时，橡皮筋处于原长状态，小车匀速运动，故B错误；
C、根据实验原理可知，当小车匀速运动时速度达到最大，因此应选择纸带上点距均匀的一段计算小车的最大速度，故C正确；
D、本实验的目的是探究橡皮绳做的功与物体获得速度的关系，这个速度是指橡皮绳做功完毕时的速度，而不整个过程的平均速度，故D错误．
故选AC．
（2）①根据功能关系可知：，因此质量可以约掉，故该实验中不需要测量物体的质量．
②合理绘制的L-v图象是曲线，不能得出结论W∝v²．为了更直观地看出L和v的变化关系，应该绘制L-v²图象．
故答案为：应进一步绘制L-v²图象．
点评：明确实验原理是解决本题的关键，因此要分析清楚小车的运动，小车先加速和匀速，同时加强基础物理知识在实验中的应用．