Question

18．某學習小組探究“合力做功和物體速度變化的關(guān)系”的實驗如圖1，圖1中小車是在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行，這時，橡皮筋對小車做的功記為W．當用2條、3條…，完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次…實驗時，使每次實驗中橡皮筋伸長的長度都保持一致．每次實驗中小車獲得的速度由打點計時器所打的紙帶測出．

（1）除了圖中已有的實驗器材外，還需要導(dǎo)線、開關(guān)、刻度尺和電源交流（填“交流”或“直流”）．
（2）實驗中，小車會受到摩擦阻力的作用，可以使木板適當傾斜來平衡掉摩擦阻力，則下面的操作正確的是D．
A．放開小車，小車能夠自由下滑即可
B．放開小車，小車能夠勻速下滑即可
C．放開拖著紙帶的小車，小車能夠自由下滑即可
D．放開拖著紙帶的小車，小車能夠勻速下滑即可
（3）在正確操作情況下，打在紙帶上的點，并不都是均勻的，如圖2所示，為了測量小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的GK（選填“EH”、“GK”、“EK”）部分進行測量．若打點間隔為0.02s，則小車的最大速度v=0.66 m/s （保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）打點計時器的電源應(yīng)該選用交流電源；
（2）當小車勻速運動下滑明，受到的摩擦阻力被重力沿斜面向下的分力平衡；
（3）要測量最大速度，應(yīng)該選用點跡均勻的部分．最大速度v由公式v=$\frac{x}{t}$求解．

解答 解：（1）打點計時器的電源應(yīng)該選用交流電源，打點計時器打點周期等于交流電的周期；　
（2）實驗中可以適當抬高木板的一側(cè)來平衡摩擦阻力．受力平衡時，小車應(yīng)做勻速直線運動，所以正確的做法是：放開拖著紙帶的小車，能夠勻速下滑即可，故ABC錯誤，D正確．
（3）我們要驗證的是“合力做功和物體速度變化的關(guān)系”，小車的初速度為零，故需要知道做功完畢的末速度即最大速度v，此后小車做的是勻速運動，故應(yīng)測紙帶上的勻速運動部分，由紙帶的間距可知，間距均勻的為勻速運動部分，應(yīng)測量GK部分，
最大速度 v_m=$\frac{{x}_{GK}}{3×0.02}=\frac{0.0133+0.0132+0.0133}{0.06}$=0.66m/s
故答案：（1）交流 （2）D （3）GK，0.66

點評 本題涉及打點計時器的工作原理，要知道打點計時器應(yīng)該選用交流電源，理解探究功與速度變化關(guān)系實驗的原理，從實驗原理的角度分析即可．