Question

20．某实验小组采用如图1所示的装置探究功与速度变化的关系，

（1）下列叙述正确的是D
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，橡皮拉伸的长度没有必要保持一致
C．放小车的长木板应该尽量使其水平
D．先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出
（2）实验中，某同学在一次实验中得到了一条如图2所示的纸带．这条纸带上的点距并不均匀，下列说法正确的是BD
A．纸带的左端是与小车相连的
B．纸带的右端是与小车相连的
C．利用E、F、G、H、I、J这些点之间的距离来确定小车的速度
D．利用A、B、C、D这些点之间的距离来确定小车的速度
（3）实验中木板略微倾斜，这样做CD；
A．是为了使释放小车后，小车能匀加速下滑
B．是为了增大小车下滑的加速度
C．可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功
D．可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动
（4）若根据多次测量数据画出的W-v图象如图3所示，根据图线形状，可知对W与v的关系符合实际的是图3中的C．

Answer 1

分析 1、本实验直接去测量一个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，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，这个设计很巧妙地解决了直接去测量力和计算功的困难，再加上打点计时器测出小车获得的最大速度即动能可求．
2、若正确操作，纸带上最后所打点点距是均匀的，此时的速度即为最大速度，据此可求出小车做匀速运动时的速度大小，即为最终小车获得的速度大小，该题中后来点距逐渐减小，说明小车受到摩擦力作用，点距最大的点最符合要求．
3、根据实验原理橡皮筋做的功等于小车增加的动能，要消除摩擦力带了的影响．分析答题．
4、结合数学中函数图象的知识，可以分析得到结论．

解答 解：（1）A、橡皮筋对小车做的功和小车获得的动能满足：$W=\frac{1}{2}m{v}^{2}$的关系，所以当小车质量一定时：w与v²成正比．我们只需要看w与v²是否成正比即可．故A错误．
B、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才有倍数关系．故B错误．
C、从纸带上看出，小车先加速运动后匀速，这样的话就需要平衡摩擦力，故木板应该是倾斜的．故C错误．
D、做纸带类型的题时：统一的要求都是先接通电源，后让纸带运动．故D正确．
故选：D．
（2）纸带右端密集，故纸带的右端是与小车相连的．
要测量最大速度，应该选用点迹恒定的部分．即应选用纸带的A、B、C、D部分进行测量．
故BD正确、AC错误．
故选：BD．
（3）使木板倾斜，小车受到的摩擦力与小车所受重力的分量大小相等，在不施加拉力时，小车在斜面上受到的合力为零，小车可以在斜面上静止或做匀速直线运动；小车与橡皮筋连接后，小车所受到的合力等于橡皮筋的拉力，橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功，故AB错误，CD正确．
故选：CD．
（4）实验研究发现，W与v²成正比，故W与v的图象应该是向上弯曲的曲线，故C正确，ABD错误．
故选：C．
故答案为：（1）D；（2）BD；（3）CD；（4）C．

点评 本题关键结合实验目地，选择一定的实验方案，根据实验原理，分析后得到实验方法，实验数据的处理通常要结合图想法，简洁明了，形象直观，同时还要考虑实验数据的处理要尽量的减小误差．