Question

3．现利用橡皮筋做“探究做功与物体速度变化的关系”实验时：
（1）若实验已提供的器材：导轨（可以自由调节末端的高度）、小车、规格相同的橡皮筋若干条、刻度尺、纸带．为了顺利完成实验，从图甲中选出你认为还需要的实验器材电火花打点计时器，钩码（写出实验器材的名称）．

（2）实验中，可以使导轨适当倾斜来平衡小车受到的摩擦阻力，则为了判断是否已经平衡了摩擦，下面操作正确的是D
A．将小车轻轻放到导轨上，放开小车后，小车能够沿导轨下滑
B．将小车轻轻放到导轨上，然后轻推小车，小车能够沿导轨匀速下滑
C．将连好纸带的小车靠近打点计时器放置，放手后小车能够沿导轨下滑
D．将连好纸带的小车靠近打点计时器放置，放手后轻推小车，小车能够沿导轨匀速下滑
（3）在正确操作情况下，打在纸带上的点如乙图所示，点与点之间的时间间隔为0.02s．已知小车的质量为0.200kg，请求出此次橡皮筋做功后小车最终获得的动能为0.118J（结果请保留3位有效数字）

（4）某同学为探究功与速度变化的关系，做了W-v图象、W-v²图象，发现其中W-v图象为曲线，W-v²图象为过原点的直线，则能够明显反映功与速度变化关系的图线应该是乙（选填“甲”或“乙”）

Answer 1

分析 （1）根据实验的原理确定所需测量的物理量，从而确定所需的器材．
（2）平衡摩擦力的时候，小车要挂上纸带，放开手，轻推小车小车能匀速运动即可．
（3）根据匀速直线运动的部分，结合位移公式求出小车获得的速度，从而得出小车的动能．
（4）要得出物理量之间的定量关系，需作出线性关系图线．

解答 解：（1）若实验已提供的器材：导轨（可以自由调节末端的高度）、小车、规格相同的橡皮筋若干条、刻度尺、纸带．为了顺利完成实验，还需要电火花打点计时器，钩码．
（2）平衡摩擦力时，将连好纸带的小车靠近打点计时器放置，放手后轻推小车，小车能够沿导轨匀速下滑，说明摩擦力得到平衡，故选：D．
（3）小车匀速直线运动的速度v=$\frac{x}{t}=\frac{{x}_{FJ}}{4T}=\frac{（16.60-7.90）×1{0}^{-2}}{0.02×4}$m/s≈1.0875m/s，则小车获得的动能${E}_{k}=\frac{1}{2}m{v}^{2}=\frac{1}{2}×0.2×1.087{5}^{2}$≈0.118J．
（4）为探究功与速度变化的关系，应作出线性关系图线，知能够明显反映功与速度变化关系的图线应该是乙．
故答案为：（1）电火花打点计时器、钩码，（2）D，（3）0.118，（4）乙

点评 解决本题关键要理解并掌握实验原理与实验注意事项，同时注意数据处理时注意数学知识的应用，能够应用数学知识解决物理图象问题．