Question

16．如圖所示的實驗裝置，可用于探究力對靜止物體做功與物體獲得速度的關(guān)系．

（1）實驗中，小車會受到摩擦阻力的作用，可以使木板適當(dāng)傾斜來平衡掉摩擦阻力，下面操作正確的是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
（2）關(guān)于橡皮筋做功，下列說法正確的是B．
A．橡皮筋做的功可以直接測量
B．通過增加橡皮筋的條數(shù)可以使橡皮筋對小車做的功成整數(shù)倍增加
C．橡皮筋在小車運動的全程中始終做功
D．把橡皮筋拉伸為原來的兩倍，橡皮筋做功也增加為原來的兩倍
（3）若木板水平放置，小車在兩條橡皮筋作用下運動，當(dāng)小車速度最大時，關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置，下列說法正確的是BD．
A．橡皮筋處于原長狀態(tài)                    B．橡皮筋仍處于伸長狀態(tài)
C．小車在兩個鐵釘?shù)倪B線處                D．小車未過兩個鐵釘?shù)倪B線．

Answer 1

分析 （1）完全平衡摩擦力的標(biāo)志是小車能做勻速直線運動．
（2）該實驗中因為每次要求橡皮筋伸長量一樣，故每條橡皮筋做的功相同，故是用橡皮筋的條數(shù)來衡量功的多少．
橡皮筋完全回復(fù)原長后就不做功了．橡皮筋的功與形變量的平方成正比．
（3）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，速度最大．

解答 解：（1）平衡摩擦力的時候小車要帶上紙帶，小車能做運動直線運動就代表摩擦力被完全平衡掉，故ABC錯誤，D正確．
故選：D．
（2）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錯誤；
B、該實驗中利用相同橡皮筋形變量相同時對小車做功相同，通過增加橡皮筋的條數(shù)可以使橡皮筋對小車做的功成整數(shù)倍增加，這個設(shè)計很巧妙地解決了直接去測量力和計算功的困難．故B正確．
C、橡皮筋伸長的長度在逐漸較小，所以彈力也在逐漸減小，小車作加速度減小的加速運動，在橡皮筋恢復(fù)原長后，彈力消失，小車受力平衡，將做勻速直線運動．故C錯誤；
D、橡皮筋的彈性勢能與彈簧的彈性勢能相似，滿足關(guān)系${E}_{p}=\frac{1}{2}k△{x}^{2}$，所以把橡皮筋拉伸為原來的兩倍，橡皮筋對小車做功增加為原來的四倍，故D錯誤；
故選：B．
（3）AB、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，速度最大，此時橡皮筋仍處于伸長狀態(tài)，故A錯誤，B正確．
CD、本題中木板水平放置，顯然沒有進(jìn)行平衡摩擦力的操作，因此當(dāng)小車的速度最大時，橡皮筋仍處于伸長狀態(tài)，此后彈力小于摩擦力，小車做減速運動，即小車速度最大時還沒有到達(dá)鐵釘連線處，故C錯誤，D正確．
故選：BD．
故答案為：（1）D；（2）B；（3）BD．

點評 本題考查了探究功與速度變化的關(guān)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．