Question

17．“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1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、4條…完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次、第4次…實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對(duì)小車做的功記為2W、3W、4W…每次實(shí)驗(yàn)中小車獲得的最大速度可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打出的紙帶測(cè)出．
（1）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是CD．
A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以用干電池供電
B．實(shí)驗(yàn)儀器安裝時(shí)，可以不平衡摩擦力
C．每次實(shí)驗(yàn)小車必須從同一位置由靜止彈出
D．利用每次測(cè)出的小車最大速度v_m和橡皮筋做的功W，依次作出W-v_m、W-v${\;}_{m}^{2}$、W-v${\;}_{m}^{3}$，W²-v_m、W³-v_m…的圖象，得出合力做功與物體速度變化的關(guān)系．
（2）如圖2所示，給出了某次實(shí)驗(yàn)打出的紙帶，從中截取了測(cè)量小車最大速度所用的一段紙帶，測(cè)得A、B、C、D、E相鄰兩點(diǎn)間的距離分別為AB=1.48cm，BC=1.60cm，CD=1.62cm，DE=1.62cm；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v_m=0.81m/s．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源，實(shí)驗(yàn)中可以適當(dāng)抬高木板的一側(cè)來(lái)平衡摩擦阻力．受力平衡時(shí)，小車應(yīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)；平衡摩擦力后，橡皮筋的拉力等于合力，橡皮條做功完畢，小車的速度最大，若不進(jìn)行平衡摩擦力操作，則當(dāng)橡皮筋的拉力等于摩擦力時(shí)，速度最大．
（2）要測(cè)量最大速度，應(yīng)該選用點(diǎn)跡均勻的部分．結(jié)合勻速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式求出最大速度的大�。�

解答 解：（1）A：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源，故A錯(cuò)誤．
B：實(shí)驗(yàn)儀器安裝時(shí)，要平衡摩擦力，讓繩子的拉力等于小車受到的合外力，故B錯(cuò)誤．
C：小車獲得的動(dòng)能應(yīng)該等于橡皮筋對(duì)其做的功，所以小車必須從同一位置由靜止彈出．故C正確．
D：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．所以最好做W與v²的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)時(shí)需要畫多個(gè)圖象找最好的，故D正確．
故選：CD
（2）小車獲得的最大速度v=$\frac{x}{t}=\frac{0.0162}{0.02}$m/s=0.81 m/s．
故答案為：（1）CD；（2）0.81

點(diǎn)評(píng) 本題涉及打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作原理和探究功與速度變化關(guān)系實(shí)驗(yàn)的原理，本題關(guān)鍵要明確小車的運(yùn)動(dòng)情況，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)，因此明確實(shí)驗(yàn)原理是解答本題的關(guān)鍵．