Question

12．某物理学习小组用如图所示装置做“探究功与速度变化的关系”实验
（1）关于该实验的操作，下列说法正确的是A
A．同组实验中所用橡皮筋的规格要尽量相同
B．实验中长木板必须保持水平
C．同组实验中释放小车的位置没有必要保持不变
D．可以先让小车咋橡皮筋的作用下运动，再接通电源
（2）关于实验的数据处理，下列说法正确的是C
A．实验中可以利用胡克定律计算出每次橡皮筋对小车做的功
B．实验中要利用纸带求出小车在橡皮筋作用下运动的平均速度
C．实验中要利用纸带求出小车匀速运动时的平均速度
D．实验中作出的W-v关系图象是一条曲线，充分说明弹力做的跟小车速度的平方成正比．

Answer 1

分析 （1）利用橡皮筋探究功与速度变化关系的实验时，应选取几条完全相同的橡皮筋，为使它们每次做的功相同，橡皮筋拉伸的长度必要保持一致；小车的运动是先加速后匀速，最后匀速的速度为最大速度，即为所求速度．实验中小车和木板间存在摩擦，实验前需要平衡摩擦力；
（2）若图象是一条经过原点的倾斜直线，说明两者是正比例关系；若图象是曲线，则通过改变横轴物理量（取倒数、平方、平方根等），直到图象是直线为止．

解答 解：（1）A、橡皮筋完全相同，通过增加橡皮筋的条数来使功倍增，因此不需要计算橡皮筋每次对小车做功的具体数值．故A正确；
B、实验中小车和木板间存在摩擦，实验前需要平衡摩擦力，平衡摩擦力的方法是用一个小木块垫高长木板的一端．故B错误；
C、先接通电源，待打点稳定后再释放小车．故C错误；
D、通过增加橡皮筋的条数来使功倍增，故橡皮筋每次拉伸长度必须保持一致，故D错误．
故选：A；
（2）A、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，这是一个非常精妙的设计．直接去测量一个正做变速运动物体所受拉力是很困难的．橡皮筋拉动小车的弹力虽然是个变力，但这个弹力做的功，数值上就等于橡皮筋发生形变时所具的弹性势能，而这个弹性势能又与橡皮筋的形变量相对应；橡皮筋的形变量一定，这个弹力做的功就是一定的．实验时，我们增加相同的橡皮条的数量，使功的大小成倍数增加，每次实验不必设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值，故AB错误，C正确；
D、探究力对物体做功与速度的关系的方法是，首先做出W-v图象，如果是（过原点）一条直线，表明橡皮筋做的功与小车获得的速度关系是正比例关系；如果不是一条直线，应采取的处理方法是：先对测量数据进行估计，然后做出W-v²图象，两者关系是W∝v²．故D错误；故选：C．
故选：（1）A；（2）C．

点评 本题考查了探究功与速度变化的关系实验的实验原理、实验操作规范、误差来源，通过选取几条完全相同的橡皮筋是功成倍增加来化解变力做功的测量难点．