Question

11．“探究功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)如圖甲所示，當(dāng)小車(chē)在一條橡皮筋作用下彈出時(shí)，橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功記為W．當(dāng)用2條、3條…完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3 次…實(shí)驗(yàn)時(shí)，使每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度都保持一致．每次實(shí)驗(yàn)中小車(chē)獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測(cè)出．

（1）本實(shí)驗(yàn)需要平衡小車(chē)在平板上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的摩擦力，其原因是AB
A．確保橡皮筋對(duì)小車(chē)所做的功等于外力對(duì)小車(chē)所做的總功
B．確保橡皮筋恢復(fù)原長(zhǎng)后小車(chē)的運(yùn)動(dòng)為勻速運(yùn)動(dòng)，以利于求小車(chē)速度
C．為了使小車(chē)獲得較大的動(dòng)能
D．為了增大橡皮筋對(duì)小車(chē)的彈力
（2）圖乙是在正確操作情況下打出的一條紙帶，從中截取了測(cè)量物體最大速度所用的一部分，已知相鄰兩點(diǎn)打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s，則小車(chē)獲得的最大速度v_m=1.22m/s（保留3位有效數(shù)字）
（3）幾名同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中分別得到了若干組橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功W與小車(chē)獲得最大速度v_m的數(shù)據(jù)，并利用數(shù)據(jù)繪出了圖中給出的四個(gè)圖象，你認(rèn)為其中正確的是D．

Answer 1

分析 （1）明確實(shí)驗(yàn)原理，知道本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)將繩子的拉力做的功看作總功，因此需要平衡摩擦力來(lái)減小誤差；
（2）分析紙帶找出速度最大時(shí)的位移，再由平均速度公式可求得小車(chē)的最大速度；
（3）根據(jù)動(dòng)能定理進(jìn)行分析，從而得出速度的平方與做功間的關(guān)系，從而得出正確的圖象．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)中通過(guò)調(diào)整木板傾斜程度平衡摩擦力，目的是為了使橡皮筋對(duì)小車(chē)所做功即為合外力對(duì)小車(chē)所做的功，確保橡皮筋恢復(fù)原長(zhǎng)后小車(chē)的運(yùn)動(dòng)為勻速運(yùn)動(dòng)，以利于求小車(chē)速度，故CD錯(cuò)誤，AB正確．故選AB．
（2）由所打的點(diǎn)可知，DG之間小車(chē)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，速度最大，小車(chē)獲得的最大速度為：
v_m=$\frac{DE}{T}$=$\frac{2.44×1{0}^{-2}}{0.02}$m/s=1.22m/s
（3）橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功W與小車(chē)的動(dòng)能關(guān)系知：W=$\frac{1}{2}$mv_m²，即有：v_m²=$\frac{2W}{M}$，根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知D正確．
故選：D
故答案為：（1）AB； （2）1.22； （3）D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查驗(yàn)證動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)，主要考查了該實(shí)驗(yàn)的具體操作細(xì)節(jié)和數(shù)據(jù)的處理，對(duì)于這些基礎(chǔ)知識(shí)一定要通過(guò)親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)加深理解，同時(shí)還要加強(qiáng)對(duì)物理規(guī)律應(yīng)用的練習(xí)．