Question

6．“探究做功与物体速度变化的关系”的实验装置如图1所示，某同学用该装置实验时，下列操作中哪个是不可缺少的D．
A．测出小车的质量
B．测出橡皮筋的伸长量
C．用量角器测出长木板的倾角
D．改变橡皮筋条数后将小车从同一位置静止释放
该同学在实验中打出的一条纸带如图2所示，0、1、2…7为纸带上连续打出的点，打点计时器的电源频率为50Hz．根据这条纸带，测得实验中小车最终获得的速度为1.75m/s．

Answer 1

分析 橡皮筋的弹性势能转化为小车的动能，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．橡皮筋对小车做的功和小车获得的动能满足：w=$\frac{1}{2}$mv²的关系，所以当小车质量一定时：w与v²成正比．实验前要平衡摩擦力，把木板的一段垫高，使得小车做匀速运动即可，不需要用量角器测出长木板的倾角．
小车最后是匀速运动，根据v=$\frac{x}{t}$求解小车最终获得的速度．

解答 解：（1）A、本实验是为了探究做功与物体速度变化的关系，只要保证小车的质量不变即可，不需要测量小车的质量，故A错误．
BD、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，即不需要测量橡皮筋的伸长量．每次只要保证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就相同．故B错误、D正确．
C、平衡摩擦力时，把木板的一段垫高，使得小车做匀速运动即可，不需要用量角器测出长木板的倾角，故C错误．
故选：D．
（2）当频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点，
小车最后是匀速运动，最大速度为：
v=$\frac{x}{t}$=$\frac{0.035}{0.02}$=1.75m/s
故答案为：（1）D
（2）1.75

点评 实验中要清楚是如何改变w，如何获得的速度v即可．实验过程中需要注意的事项可围绕原理记忆．本题关键要明确小车的运动情况，先加速，再匀速，最后减速，橡皮条做功完毕，速度最大，做匀速运动，因此明确实验原理是解答本题的关键．