Question

4．圖甲所示是探究外力做功與物體速度變化的關(guān)系的裝置，分別讓小車在1條，2條，3條橡皮筋的作用下彈出，小車眼模板滑行，獲得的速度v可以有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)出和紙帶測(cè)出．
①實(shí)驗(yàn)過程中，下列操作正確的是AC
A．實(shí)驗(yàn)儀器安裝時(shí)，必須平衡摩擦力
B．實(shí)驗(yàn)過程中必須求出小車加速過程的平均加速度
C．增加橡皮筋條數(shù)時(shí)，小車必須從同一個(gè)位置開始釋放
D．小車釋放前要遠(yuǎn)離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
②圖乙給出了某次試驗(yàn)打出的紙帶，從中截取了測(cè)量物體最大速度所用的一段紙帶，測(cè)得A，B，C，D，E相鄰兩點(diǎn)間距離分別為AB=1.48cm，BC=1.56cm，CD=1.60cm，DE=1.60cm，已知相鄰兩點(diǎn)打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s，則小車獲得的最大速度為v_A=0.80m/s
③小海同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)將木板水平放置，最后用圖象法處理實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)，他將得到圖丙的哪個(gè)圖象C

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)中改變拉力做功時(shí)，為了能定量，所以用不同條數(shù)的橡皮筋且拉到相同的長(zhǎng)度，這樣橡皮筋對(duì)小車做的功就有倍數(shù)關(guān)系．橡皮筋對(duì)小車做的功和小車獲得的動(dòng)能滿足：W=$\frac{1}{2}$mv²的關(guān)系，所以當(dāng)小車質(zhì)量一定時(shí)：W與v²成正比．實(shí)驗(yàn)前要平衡摩擦力，把木板的一段墊高，使得小車做勻速運(yùn)動(dòng)即可．
（2）根據(jù)勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移和時(shí)間求出最大速度．
（3）由于未平衡摩擦力，當(dāng)W不等于零時(shí)，速度仍然為零，結(jié)合該特點(diǎn)確定正確的圖線．

解答 解：（1）A、探究外力做功與物體速度變化的關(guān)系，認(rèn)為橡皮筋的彈力為小車的合力，所以實(shí)驗(yàn)中需平衡摩擦力，故A正確．
B、實(shí)驗(yàn)過程中不需要求出小車加速過程的平均加速度，需要測(cè)出小車的最大速度，故B錯(cuò)誤．
C、用不同條數(shù)的橡皮筋且拉到相同的長(zhǎng)度，這樣橡皮筋對(duì)小車做的功就有倍數(shù)關(guān)系，增加橡皮筋條數(shù)時(shí)，小車必須從同一個(gè)位置開始釋放，故C正確．
D、小車釋放前要緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，故D錯(cuò)誤．
故選：AC．
（2）當(dāng)小車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度最大，則小車的最大速度${v}_{A}=\frac{{x}_{CE}}{2T}=\frac{3.20×1{0}^{-2}}{0.04}m/s=0.80m/s$．
（3）小海同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)將木板水平放置，未平衡摩擦力，則當(dāng)W≠0時(shí)，小車的速度仍然為零，可知W與v2的圖線與橫軸有截距，圖線為傾斜直線．
故選：C．
故答案為：（1）AC  （2）0.80m/s     （3）C．

點(diǎn)評(píng) 本題以探究做功和速度關(guān)系為實(shí)驗(yàn)命題背景考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和對(duì)結(jié)論的分析和評(píng)價(jià)能力，本題采用倍增法增加橡皮條的功，巧妙解決了變力做功的測(cè)量困難，注意要平衡摩擦力．