Question

用如图所示的装置，探究功与物体速度变化的关系．实验时，先适当垫高木板，然后由静止释放小车，小车在橡皮条弹力的作用下被弹出，沿木板滑行．小车滑行过程中通过打点计器的纸带，记录其运动规律．观察发现纸带前面部分点迹疏密不匀，后面部分点迹均匀分布，回答下列问题：
（1）实验前适当垫高木板是为了

平衡摩擦阻力

（2）在用做“探究功与速度关系”的实验时，下列说法正确的是

A

．
A．通过控制橡皮筋的伸长量不变，改变橡皮筋条数来分析拉力做功的数值
B．通过改变橡皮筋的长度来改变拉力做功的数值
C．实验过程中木板适当垫高就行，没有必要反复调整
D．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度即可
（3）实验结束后利用所得的数据，画出的正确图象应该是下图中的图

乙

．

Answer 1

分析：1、解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项．
2、橡皮条的拉力为变力，其做功的具体的数值不好测量，可以把1根橡皮条做的功记为W，则2根橡皮条做的功记为2W，3根橡皮条做的功记为3W…，通过研究纸带测量小车的速度．
3、根据W与v，W与v²的关系图线，结合数学知识中的幂函数的图象特点得到结论．

解答：解：（1）将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是绳子的拉力．
（2）A、橡皮筋拉小车时的作用力是变力，我们不能求变力做功问题，但选用相同的橡皮筋，且伸长量都一样时，橡皮条数的关系就是做功多少的关系，因此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才有倍数关系，故A正确；
B、橡皮筋拉小车时的作用力是变力，我们不能根据公式W=FL求变力做功问题，因此实验中并非通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值，故B错误；
C、实验过程中木板适当垫高就行，反复调整使得小车沿木板向下的重力与摩擦力平衡才行，故C错误．
D、橡皮条做功完毕，速度最大，通过研究纸带，得到小车的最大速度，故D错误．
故选：A．
（3）根据甲图，得到W=axⁿ，式子中a为常系数，n为指数；当n=1时，图线为直线；当n＜1时，图线向下弯曲；当n＞1时，图线向上弯曲；
甲图图线向上弯曲，故表达式W=avⁿ中n为大于1的任意数值，而乙图中，W与v²成正比．故乙图正确．
故答案为：（1）平衡摩擦阻力；（2）A；（3）乙．

点评：本题关键是涉及到功的测量方法和用图想法分析实验数据，通过改变橡皮条的条数巧妙地使总功整数倍地增加，同时要明确正比图线是通过坐标原点的直线．