Question

6．“探究功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，當(dāng)小車在一條橡皮筋作用下彈出時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功記為W，當(dāng)用2條、3條…完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次…，每次實(shí)驗(yàn)中小車獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測(cè)出．
（1）除了圖甲中已有的實(shí)驗(yàn)器材外，還需要導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)、低壓交流電源、毫米刻度尺（填測(cè)量工具）．
（2）關(guān)于“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，下列敘述正確的是B
A．每次實(shí)驗(yàn)必須設(shè)法算出橡皮筋對(duì)小車做功的具體數(shù)值
B．每次實(shí)驗(yàn)中，橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度沒(méi)有必要保持一致
C．放小車的長(zhǎng)木板應(yīng)該盡量使其水平
D．先接通電源，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出
（3）某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中得到了一條如圖乙所示的紙帶，這條紙帶上的點(diǎn)距并不均勻，下列說(shuō)法正確的是BD
A．紙帶的左端是與小車相連的
B．紙帶的右端是與小車相連的
C．利用E、F、G、H、I、J這些點(diǎn)之間的距離來(lái)確定小車的速度
D．利用A、B、C、D這些點(diǎn)之間的距離來(lái)確定小車的速度

Answer 1

分析 （1）現(xiàn)在通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究功與物體動(dòng)能變化關(guān)系，小車的速度由紙帶上打的點(diǎn)測(cè)量位移，用平均速度來(lái)計(jì)算，因此需要刻度尺；
（2）橡皮筋拉動(dòng)小車的彈力雖然是個(gè)變力，但這個(gè)彈力做的功，數(shù)值上就等于橡皮筋發(fā)生形變時(shí)所具的彈性勢(shì)能，而這個(gè)彈性勢(shì)能又與橡皮筋的形變量相對(duì)應(yīng)；橡皮筋的形變量一定，這個(gè)彈力做的功就是一定的，實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次保持橡皮筋的形變量一定，當(dāng)有n根相同橡皮筋并系在小車上時(shí)，n根相同橡皮筋對(duì)小車做的功就等于系一根橡皮筋時(shí)對(duì)小車做的功的n倍，這個(gè)設(shè)計(jì)很巧妙地解決了直接去測(cè)量力和計(jì)算功的困難；
（3）與小車相連的一端打的點(diǎn)比較密集一點(diǎn)，要測(cè)量最大速度，應(yīng)該選用點(diǎn)跡均勻的部分．

解答 解：（1）探究橡皮筋做功與小車的動(dòng)能變化的關(guān)系，則小車的速度根據(jù)紙帶上所打的點(diǎn)，通過(guò)測(cè)量位移，求平均速度來(lái)代替瞬時(shí)速度．因此必須要有毫米刻度尺；
（2）AB、我們用橡皮筋拉動(dòng)小車的方法，來(lái)探究橡皮筋的拉力對(duì)小車所做的功與小車速度變化的關(guān)系，這是一個(gè)非常精妙的設(shè)計(jì)．直接去測(cè)量一個(gè)正做變速運(yùn)動(dòng)物體所受拉力是很困難的．橡皮筋拉動(dòng)小車的彈力雖然是個(gè)變力，但這個(gè)彈力做的功，數(shù)值上就等于橡皮筋發(fā)生形變時(shí)所具的彈性勢(shì)能，而這個(gè)彈性勢(shì)能又與橡皮筋的形變量相對(duì)應(yīng)；橡皮筋的形變量一定，這個(gè)彈力做的功就是一定的．實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次保持橡皮筋的形變量一定，當(dāng)有n根相同橡皮筋并系在小車上時(shí)，n根相同橡皮筋對(duì)小車做的功就等于系一根橡皮筋時(shí)對(duì)小車做的功的n倍，這個(gè)設(shè)計(jì)很巧妙地解決了直接去測(cè)量力和計(jì)算功的困難．所以我們不用直接測(cè)量功的數(shù)值，故AB錯(cuò)誤．
C、為了保證小車的動(dòng)能都是橡皮筋做功的結(jié)果，必須平衡摩擦力，長(zhǎng)木板要適當(dāng)?shù)膬A斜．所以C錯(cuò)誤．
D、根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用規(guī)則，先接通電源，再讓小車運(yùn)動(dòng)，故D正確．
故選：D
（3）A、紙帶右端密集，故紙帶的右端是與小車相連的，故A錯(cuò)誤，B正確；
C、要測(cè)量最大速度，應(yīng)該選用點(diǎn)跡恒定的部分．即應(yīng)選用紙帶的A、B、C、D部分進(jìn)行測(cè)量，故D正確，C錯(cuò)誤．
故選：BD．
故答案為：
（1）毫米刻度尺；
（2）D；
（3）D．

點(diǎn)評(píng) 小車的速度通過(guò)紙帶上點(diǎn)求出，而小車的動(dòng)能完全是由橡皮筋做功而導(dǎo)致的．同時(shí)巧用一根橡皮筋做功為W，兩根橡皮筋則為2W，但每根伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度必須相同，該實(shí)驗(yàn)中如果平衡摩擦力則小車的運(yùn)動(dòng)情況是先加速，再勻速，最后減速，橡皮條做功完畢，速度最大，做勻速運(yùn)動(dòng)；如果沒(méi)有平衡摩擦力，橡皮條先加速后減速，沒(méi)有勻速過(guò)程．