Question

12．某物理學習小組用如圖所示裝置做“探究功與速度變化的關系”實驗
（1）關于該實驗的操作，下列說法正確的是A
A．同組實驗中所用橡皮筋的規(guī)格要盡量相同
B．實驗中長木板必須保持水平
C．同組實驗中釋放小車的位置沒有必要保持不變
D．可以先讓小車咋橡皮筋的作用下運動，再接通電源
（2）關于實驗的數(shù)據(jù)處理，下列說法正確的是C
A．實驗中可以利用胡克定律計算出每次橡皮筋對小車做的功
B．實驗中要利用紙帶求出小車在橡皮筋作用下運動的平均速度
C．實驗中要利用紙帶求出小車勻速運動時的平均速度
D．實驗中作出的W-v關系圖象是一條曲線，充分說明彈力做的跟小車速度的平方成正比．

Answer 1

分析 （1）利用橡皮筋探究功與速度變化關系的實驗時，應選取幾條完全相同的橡皮筋，為使它們每次做的功相同，橡皮筋拉伸的長度必要保持一致；小車的運動是先加速后勻速，最后勻速的速度為最大速度，即為所求速度．實驗中小車和木板間存在摩擦，實驗前需要平衡摩擦力；
（2）若圖象是一條經(jīng)過原點的傾斜直線，說明兩者是正比例關系；若圖象是曲線，則通過改變橫軸物理量（取倒數(shù)、平方、平方根等），直到圖象是直線為止．

解答 解：（1）A、橡皮筋完全相同，通過增加橡皮筋的條數(shù)來使功倍增，因此不需要計算橡皮筋每次對小車做功的具體數(shù)值．故A正確；
B、實驗中小車和木板間存在摩擦，實驗前需要平衡摩擦力，平衡摩擦力的方法是用一個小木塊墊高長木板的一端．故B錯誤；
C、先接通電源，待打點穩(wěn)定后再釋放小車．故C錯誤；
D、通過增加橡皮筋的條數(shù)來使功倍增，故橡皮筋每次拉伸長度必須保持一致，故D錯誤．
故選：A；
（2）A、我們用橡皮筋拉動小車的方法，來探究橡皮筋的拉力對小車所做的功與小車速度變化的關系，這是一個非常精妙的設計．直接去測量一個正做變速運動物體所受拉力是很困難的．橡皮筋拉動小車的彈力雖然是個變力，但這個彈力做的功，數(shù)值上就等于橡皮筋發(fā)生形變時所具的彈性勢能，而這個彈性勢能又與橡皮筋的形變量相對應；橡皮筋的形變量一定，這個彈力做的功就是一定的．實驗時，我們增加相同的橡皮條的數(shù)量，使功的大小成倍數(shù)增加，每次實驗不必設法算出橡皮筋對小車做功的具體數(shù)值，故AB錯誤，C正確；
D、探究力對物體做功與速度的關系的方法是，首先做出W-v圖象，如果是（過原點）一條直線，表明橡皮筋做的功與小車獲得的速度關系是正比例關系；如果不是一條直線，應采取的處理方法是：先對測量數(shù)據(jù)進行估計，然后做出W-v²圖象，兩者關系是W∝v²．故D錯誤；故選：C．
故選：（1）A；（2）C．

點評 本題考查了探究功與速度變化的關系實驗的實驗原理、實驗操作規(guī)范、誤差來源，通過選取幾條完全相同的橡皮筋是功成倍增加來化解變力做功的測量難點．