Question

某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验如图，图1中小车是在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时，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保持一致．每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．
（1）除了图1中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和

交流

电源（填“交流”或“直流”）．
（2）实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，则下面操作正确的是

D

．
A．放开小车，能够自由下滑即可
B．放开小车，能够匀速下滑即可
C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可
D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可
（3）若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是

B

．
A．橡皮筋处于原长状态             B．橡皮筋仍处于伸长状态
C．小车在两个铁钉的连线处         D．小车已过两个铁钉的连线
（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2所示）求得小车获得的速度为

2

m/s．
（5）本实验可通过作图来寻找功与速度变化的关系．若所作的W-v的图象如图3所示，则下一步应作

W-v²

（填“W-v²”或“W-

v

”）的关系图象．

Answer 1

分析：（1）打点计时器是应该选用交流电源；
（2）木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力J时，注意放开小车上的纸带；
（3）木板水平放置，存在摩擦力，当合力等于零时，速度达到最大，所以橡皮筋仍要处于伸长状态；
（4）根据纸带确定匀速运动的阶段，再由v=

x

t

可求出速度大小；
（5）根据动能定理可知，合外力做的功应等于物体动能的变化量，所以W与v²成正比，用描点法作出图象．

解答：解：（1）打点计时器应该选用交流电源；
故答案为：交流　
（2）木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力J时，注意放开小车上的纸带；故选D．　
（3）木板水平放置，存在摩擦力，当合力等于零时，速度达到最大，则橡皮条的拉力与摩擦力平衡，即橡皮筋仍要处于伸长；
故选：B．
（4）小车速度为v=

(4.00+4.00)×0.01

2×0.02

m/s=2m/s  
（5）根据动能定理可知，合外力做的功应等于物体动能的变化量，所以W与v²成正比，即
W_n∝v_n²，用描点法作出图象如图所示：
故答案为：（1）交流　（2）D　（3）B　（4）2  （5）W-v²

点评：本题涉及打点计时器的工作原理和探究功与速度变化关系实验的原理，从实验原理的角度分析即可．