Question

10．用如图甲所示的仪器探究弹力做功与物体速度变化的关系实验时，先将木板固定在有打点计时器的一端并垫起适当高度，然后用小车上的小钩钩住一条橡皮筋，向上拉至某个位置由静止释放小车，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时器的纸带记录其运动情况．请回答下列问题：

（1）适当垫高木板是为了平衡摩擦力；
（2）实验操作中，先接通电源，后释放小车（选填“接通电源”或“释放小车”）；
（3）为了使弹力对小车做功的数值成倍变化，实验中是通过改变橡皮筋的条数来改变弹力做功的数值（选填“条数”或“长度”）；且每次操作时要将小车从相同位置释放（选填“相同”或“不同”）；（4）如图乙是某次实验得到的一条纸带的一部分，为了计算小车在橡皮筋拉力作用时的最大速度，应测量纸带上BC两计数点间的距离（选填“A、B”或“B、C”）

Answer 1

分析 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，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就有倍数关系．因为小车先加速运动后匀速，所以从点迹疏密程度相同的纸带部分求出小车的最大速度，即小车获得的速度．

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，故可以将长木板的一段垫高；
（2）实验操作中，先接通电源后释放小车；
（3）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就有倍数关系．而不需要测量出每根橡皮筋做功的数值，每次都要从同一位置由静止释放这样开始时橡皮筋的形变量相同，过程中每根橡皮筋做的功才相同．
（4）小车先加速运动后匀速，最后匀速的速度是小车的最大速度，即为所求速度，因此需要根据点距均匀的点来求出小车获得的速度大小，即可以通过测量B、C两点间的距离计算小车获得的速度
故答案为：（1）平衡摩擦力；（2）接通电源；释放小车；（3）条数；相同；（4）BC

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．