Question

18．某同学为了“探究做功与速度的关系”．
（1）在实验室找到了如甲中的器材，其中本实验不需要的器材有重锤、钩码

（2）用一条纸带穿过打点计时器，该同学发现有图乙中的两种穿法，感到有点犹豫．你认为B（选填“A”或“B”）边的穿法正确．
（3）该同学欲通过图丙所示装置打出的纸带（图丁）来判断是否已经平衡摩擦力．根据纸带的点迹可以判断：为进一步平衡摩擦力，图丙中垫块应该向左（选填“左”或“右”）移一些．

（4）实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条…，并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一位置再释放小车．把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为W，第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W，…；橡皮筋对小车做功后而使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸测出．根据第四次的纸带（如图戊所示）求得小车获得的速度为2m/s．

（5）在本实验中你认为影响实验效果的可能原因是平衡摩擦力过大或过小 （只要回答出一种原因即可）

Answer 1

分析 （1）探究做功与速度变化关系的实验，所需的实验器材应该从实验的过程和步骤去考虑；
（2）据打点计时器的使用规则判断纸带的穿法．
（3）据质点的点判断小车是加速还是匀速，从而判断平衡摩擦力是否正好．
（4）小车在橡皮条的作用下，先加速，然后匀速运动；据纸带上的点的距离利用速度公式求解．
（5）从该实验的实验原理和操作步骤分析即可．

解答 解：（1）据已给的实验器材可知，该实验是利用橡皮条对小车做功，实验不需要重锤和钩码．
（2）纸带应穿过打点计时器的限位孔，压在复写纸下面，据图可知B图正确．
（3）由于小车向左运动，质点的点间隔逐渐减小，所以小车做减速运动，即平衡摩擦力过小，所以垫块应向左移动．
（4）小车在橡皮条的作用下，先加速，然后匀速运动；据纸带上的点可知，v=$\frac{0.04}{0.02}$m/s=2m/s．
（5）小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，使得橡皮筋做的功等于合外力对小车做的功，所以产生的误差可能为平衡摩擦力过大或过小．
故答案为：（1）重锤  钩码；（2）B； （3）左；  （4）2； （5 ）平衡摩擦力过大或过小．

点评 要探究一个物体的运动随时间变化的规律，必须知道物体在不同时刻的速度，直接测量瞬时速度是比较困难的，我们可以借助打点计时器先记录物体在不同时刻的位置，再通过对纸带的分析，计算得到各个时刻的瞬时速度