Question

2．某中學(xué)實驗小組采用如圖1所示的裝置探究功與速度的關(guān)系，小車在橡皮筋的作用下彈出后，沿木板滑行．打點計時器工作頻率為50Hz．
（1）實驗中木板略微傾斜，這樣做CD．
A．是為了使釋放小車后，小車能勻加速下滑
B．是為了增大小車下滑的加速度
C．可使得橡皮筋做的功等于合外力對小車做的功
D．可使得橡皮筋松弛后小車做勻速運動
（2）實驗中先后用同樣的橡皮筋1條、2條、3條…，并起來掛在小車的前端進行多次實驗，每次都要把小車?yán)�到同一位置再釋放小車．把�?次只掛1條橡皮筋對小車做的功記為W，第2次掛2條橡皮筋時橡皮筋對小車做的功為2W，…．橡皮筋對小車做功后而獲得的速度可由打點計時器打出的紙帶測出．根據(jù)第4次實驗的紙帶（如圖2所示）求得小車獲得的速度為2.00 m/s．

（3）處理數(shù)據(jù)時，以第一次實驗時橡皮筋做的功W為單位，作出W-v圖象，下列符合正確實驗操作條件下實際情況的是C

Answer 1

分析 （1）小車下滑時受到重力、細線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應(yīng)該用重力的下滑分量來平衡摩擦力，使得橡皮筋做的功等于合外力對小車做的功；紙帶在橡皮條的作用下做加速運動，橡皮條做功完畢，則速度達到最大，此后做勻速運動．
（2）明確實驗原理以及實驗?zāi)康募纯芍�了解具體的實驗操作；紙帶上點距均勻時，表示小車已經(jīng)做勻速直線運動，據(jù)此可求出小車做勻速運動時的速度大小，即為最終小車獲得的速度大��；
（3）橡皮筋對小車做的功轉(zhuǎn)化為小車的動能，由動能定理求出W與v的關(guān)系表達式，然后選出W與v的關(guān)系圖象．

解答 解：（1）使木板傾斜，小車受到的摩擦力與小車所受重力的分量大小相等，在不施加拉力時，小車在斜面上受到的合力為零，小車可以在斜面上靜止或做勻速直線運動；小車與橡皮筋連接后，小車所受到的合力等于橡皮筋的拉力，橡皮筋對小車做的功等于合外力對小車做的功，故AB錯誤，CD正確；
故選：CD．
（2）各點之間的距離相等的時候小車做直線運動，由圖可知，兩個相鄰的點之間的距離是4.00cm時做勻速直線運動，打點時間間隔為：t=$\frac{1}{f}=\frac{1}{50}$=0.02s，小車速度為：v=$\frac{x}{t}=\frac{0.04}{0.02}$=2.00m/s．
（3）橡皮筋做的功轉(zhuǎn)化為小車動能，由動能定理得：
W=$\frac{1}{2}$mv²-0，
功W與速度v間的關(guān)系為：W=$\frac{1}{2}$mv²，
W與v是二次函數(shù)關(guān)系，因均為正值；故W-v圖象是拋物線的一個分支，故C正確，ABD錯誤．
故選：C
故答案為：（1）CD；（2）2.00； （3）C

點評 本題關(guān)鍵要明確該實驗的實驗原理、實驗?zāi)康�，即可了解具體操作的含義，以及如何進行數(shù)據(jù)處理；數(shù)據(jù)處理時注意數(shù)學(xué)知識的應(yīng)用，本題是考查應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的好題．