Question

15．某學(xué)習(xí)小組做探究“合力的功和物體速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，裝置如圖1所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為50Hz．

①實(shí)驗(yàn)操作中需平衡小車受到的摩擦力，其最根本的目的是B
A．防止小車不能被橡皮筋拉動(dòng)
B．保證橡皮筋對(duì)小車做的功等于合外力對(duì)小車做的功
C．便于小車獲得較大的彈射速度
D．防止紙帶上打點(diǎn)不清晰
②關(guān)于橡皮筋做功，下列說法正確的是C
A．橡皮筋做功的具體值可以直接測量
B．橡皮筋在小車運(yùn)動(dòng)的全程中始終做功
C．通過增加橡皮筋的條數(shù)可以使橡皮筋對(duì)小車做的功成整數(shù)倍增加
D．若橡皮筋伸長量變?yōu)樵��?倍，則橡皮筋做功也增加為原的2倍
③圖2是某同學(xué)在正確實(shí)驗(yàn)過程中得到的一條紙帶，相鄰的兩個(gè)讀數(shù)點(diǎn)間還有一個(gè)點(diǎn)沒有畫出，A、B、C、D、E、F各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為：1.87cm、4.79cm、8.89cm、16.91cm、25.83cm、34.75cm，則由紙帶可知本次實(shí)驗(yàn)中小車獲得的速度為2.23m/s．

Answer 1

分析 （1）小車下滑時(shí)受到重力、細(xì)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(duì)小車做的功；
（2）該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理：橡皮筋的彈性勢能轉(zhuǎn)化為小車的動(dòng)能，實(shí)驗(yàn)中改變拉力做功時(shí)，為了能定量，所以用不同條數(shù)的橡皮筋且拉到相同的長度，這樣橡皮筋對(duì)小車做的功才有倍數(shù)關(guān)系，這樣避免了進(jìn)行定量計(jì)算．
（3）橡皮筋做功結(jié)束時(shí)小車的速度最大，此時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)v=$\frac{x}{t}$求解速度．

解答 解：（1）小車下滑時(shí)受到重力、細(xì)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(duì)小車做的功，故B正確、ACD錯(cuò)誤．
故選：B．
（2）A、C、實(shí)驗(yàn)中改變拉力做功時(shí)，為了能定量，所以用不同條數(shù)的橡皮筋且拉到相同的長度，這樣橡皮筋對(duì)小車做的功才有倍數(shù)關(guān)系，故A錯(cuò)誤，C正確；
B、當(dāng)橡皮筋恢復(fù)原長后，橡皮筋對(duì)小車不再做功，故B錯(cuò)誤；
D、若橡皮筋伸長量變?yōu)樵瓉淼?倍，則橡皮筋做功增加大于原來的2倍，故D錯(cuò)誤．
故選：C．
（3）由所打點(diǎn)可知，DE之間距離基本等于EF之間距離，因此小車最后獲得的速度為：v=$\frac{DF}{2T}=\frac{0.3475-0.1691}{0.08}=2.23m/s$．
故答案為：（1）B；（2）C；（3）2.23．

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵是結(jié)合探究功與速度變化關(guān)系的實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行分析，注意該實(shí)驗(yàn)中需要測量是小車的最大速度即最后的速度大小，同時(shí)要正確應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理．