Question

4．（1）某同學為了探究做功與物體速度變化的關系，在實驗室找到了如下器材（如圖1），其中本實驗中不需要的器材有重錘，學生電源．

（2）該同學按如圖2實驗裝置進行了一次實驗，其中實驗裝置中不合理的是沒有適當墊高木板的左端平衡摩擦力．
（3）糾正上述實驗裝置中不合理現(xiàn)象后，為了完成此實驗，還必須根據(jù)紙帶求出速度（選填“加速度”或“速度”），從如圖（甲）（乙）中選擇操作正確的紙帶，計算出此物理量為0.95m/s．（保留2位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）探究小車速度隨時間變化的關系的實驗，所需的實驗器材應該從實驗的過程和步驟去考慮；
（2）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；

解答 解：（1）小車速度隨時間變化的關系的實驗，所需的實驗器材應該從實驗的過程和步驟去考慮；
步驟：①木板平放，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定，連接好電路．
②穿紙帶；掛鉤碼．
③先接通電源，然后放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打完一條后立即關閉電源．
④換紙帶，加鉤碼，再做二次．
從上述過程可以看出：不需重錘；電火花打點計時器是使用220V交流電源的儀器，所以不需要學生電源．
（2）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．由圖可知，該實驗前沒有適當墊高木板的左端平衡摩擦力；
（3）為了完成此實驗，還必須根據(jù)紙帶求出 速度，如圖乙的間距均勻的點中選取2個點A、B，如圖，

A的讀數(shù)為12cm，B的讀數(shù)是21.5cm，所以紙帶的速度：$v=\frac{x}{t}=\frac{21.5-12}{0.2×5}×1{0}^{-2}=0.95$m/s
故答案為：（1）重錘，學生電源；（2）沒有適當墊高木板的左端平衡摩擦力；（3）速度，0.95m/s

點評 要探究一個物體的運動隨時間變化的規(guī)律，必須知道物體在不同時刻的速度，直接測量瞬時速度是比較困難的，我們可以借助打點計時器先記錄物體在不同時刻的位置，再通過對紙帶的分析，計算得到各個時刻的瞬時速度．