某学习小组探究“功与物体速度变化的关系的实验装置如图1所示．图中小车在一条橡皮筋作用下弹出沿木板滑行.橡皮筋对小车做的功记为W．当用2条.3条-完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次.第3次-实验时.使每次实验中橡皮筋伸长的长度都完全相同．每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带求出．通过实验数据分析可以得出“功与物体速度变化的关系 � 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

某学习小组探究“功与物体速度变化的关系”的实验装置如图1所示．图中小车在一条橡皮筋作用下弹出沿木板滑行，橡皮筋对小车做的功记为W．当用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都完全相同．每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带求出．通过实验数据分析可以得出“功与物体速度变化的关系”．
①实验操作中需平衡小车受到的摩擦力，其最根本的目的是

．
A．防止小车不能被橡皮筋拉动
B．便于小车获得较大的弹射速度
C．防止纸带上点迹不清晰
D．保证橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功
②关于橡皮筋做功，下列说法正确的是

．
A．橡皮筋做功的具体值可以直接测量
B．橡皮筋在小车运动的全程中始终做功
C．通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加
D．若橡皮筋伸长量变为原来的2倍，则橡皮筋做功也增加为原来的2倍
③如图2是某同学在正确实验操作过程中得到的一条纸带，O、A、B、C、D、E、F为选取的计数点，相邻的两个计数点间还有一个点没有画出，各计数点到O点的距离分别为1.87cm、4.79cm、8.89cm、16.91cm、25.83cm、34.75cm，若打点计时器的打点频率为50Hz，则由该纸带可知本次实验中橡皮筋做功结束时小车的速度是

2.23

m/s．

分析：（1）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；
（2）该实验的实验原理：橡皮筋的弹性势能转化为小车的动能，实验中改变拉力做功时，为了能定量，所以用不同条数的橡皮筋且拉到相同的长度，这样橡皮筋对小车做的功才有倍数关系，这样避免了进行定量计算．
（3）橡皮筋做功结束时小车的速度最大，此时做匀速运动，根据v=

求解速度．

解答：解：（1）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，故D正确．
（2）A、C、实验中改变拉力做功时，为了能定量，所以用不同条数的橡皮筋且拉到相同的长度，这样橡皮筋对小车做的功才有倍数关系，故A错误，C正确；
B、当橡皮筋恢复原长后，橡皮筋对小车不再做功，故B错误；
D、若橡皮筋伸长量变为原来的2倍，则橡皮筋做功增加大于原来的2倍，故D错误．
故选：C．
（3）由所打点可知，DE之间距离基本等于EF之间距离，因此小车最后获得的速度为：v=

0.3475-0.1691

0.08

=2.23m/s
故答案为：（1）D；（2）C；（3）2.23

点评：本题关键是结合探究功与速度变化关系的实验原理进行分析，注意该实验中需要测量是小车的最大速度即最后的速度大小，同时要正确应用数学知识进行数据处理．

练习册系列答案

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图示为某学习小组做“探究功与速度变化的关系”的实验装置，图中小车是平衡摩擦力后在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，此时橡皮筋对小车做的功记为W₀．当用2条、3条…，完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放，分别测出小车获得的速度（见下表）

次数	小车速度υ（m/s）	小车速度的二次方 υ²（m²/s²）
1	1.41	1.99
2	2.00	4.00
3	2.45	6.00
4	2.83	8.01
5	3.16	9.99

（1）除图中已有实验器材外，还准备了下列器材，其中不需要的是

A．垫块 B．秒表 C．刻度尺 D．导线和交流电源
（2）由表格中的数据可以看出橡皮筋做的功和

υ²

（选填“υ”或“υ²”）成正比．

某学习小组探究“功与物体速度变化的关系”的实验装置如图所示。图中小车在一条橡皮筋作用下弹出沿木板滑行，橡皮筋对小车做的功记为W。当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都完全相同。每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带求出。通过实验数据分析可以得出“功与物体速度变化的关系”。

①实验操作中需平衡小车受到的摩擦力，其最根本的目的是______。

A．防止小车不能被橡皮筋拉动

B．便于小车获得较大的弹射速度

C．防止纸带上点迹不清晰

D．保证橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功

②关于橡皮筋做功，下列说法正确的是______。

A．橡皮筋做功的具体值可以直接测量

B．橡皮筋在小车运动的全程中始终做功

C．通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加

D．若橡皮筋伸长量变为原来的2倍，则橡皮筋做功也增加为原来的2倍

③如图是某同学在正确实验操作过程中得到的一条纸带，O、A、B、C、D、E、F为选取的计数点，相邻的两个计数点间还有一个点没有画出，各计数点到O点的距离分别为1.87cm、4.79cm、8.89cm、16.91cm、25.83cm、34.75cm，若打点计时器的打点频率为50Hz，则由该纸带可知本次实验中橡皮筋做功结束时小车的速度是______m/s。