题目内容
【题目】用如图所示的装置,探究功与物体速度变化的关系。实验时先适当垫高木板,然后由静止释放小车,小车在橡皮条弹力的作用下被弹出,沿木板滑行。小车滑行过程中带动通过打点计器的纸带,记录其运动情况。观察发现纸带前面部分点迹疏密不匀,后面部分点迹比较均匀,回答下列问题:
(1) 适当垫高木板是为__________________________;
(2) 每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的,为了测量小车获得的速度,应选用纸带的____________________________________进行测量(填“不均匀部分”,“均匀部分”,“所有计数点”);
(3) 若实验作了n次,所用橡皮条分别为1根、2根…n根,通过纸带求出小车的速度分别为v1、v2…vn,用W表示橡皮条对小车所做的功,作出的W-v2图线是一条过坐标原点的直线,这说明W与v的关系是_________________________________;
(4) 以下关于该实验的说法中有一项不正确,它是________。
A.每次实验中橡皮筋的规格要相同,拉伸的长度要一样
B.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
C.某同学在一次实验中,得到一条记录纸带。纸带上打出的点,两端密、中间疏。出现这种情况的原因,可能是没有使木板倾斜或倾角太小
D.每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值
【答案】 (1) 平衡摩擦力 (2) 均匀部分 (3) W与v2成正比 (4) D
【解析】(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,故可以将长木板的一段垫高。
(2)纸带在橡皮条的作用下做加速运动,橡皮条做功完毕,则速度达到最大,此后做匀速运动。
(3)图线是一条过坐标原点的直线,根据数学知识可确定W与速度的平方成正比。
(4)A、本实验中注意采用的是比例法,不需要具体测量做功的数值,但应使每条橡皮筋做功相同,所以每次实验中橡皮筋的规格要相同,拉伸的长度要一样,而不需要每次计算出橡皮筋拉力做功的数值.故A正确,D错误;
B、该实验中利用相同橡皮筋形变量相同时对小车做功相同,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,这个设计很巧妙地解决了直接去测量力和计算功的困难,故B正确;
C、“探究动能定理”的实验中:如果没有平衡摩擦力或没有使木板倾斜或倾角太小,则在小车获得的最大速度后由于摩擦阻力影响导致速度减小,出现“两端密、中间疏”现象,故C正确。