Question

15．某同学做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验装置如图1，小车在橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行．用一条橡皮筋时对小车做的功记为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，每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致．实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．

（1）木板水平放置，小车在橡皮筋作用下运动，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A．
A．橡皮筋仍处于伸长状态              B．橡皮筋恰好恢复原长
C．小车恰好运动到两个铁钉的连线处      D．小车已超过两个铁钉的连线
（2）如图2所示是某次正确操作情况下，在50HZ作电源下打点计时器记录的一条纸为了测量小车获得的速度，应选用纸带的FI（填AF或FI）部分进行测量，速度大小为0.76m/s．

Answer 1

分析 （1）平衡摩擦力后，橡皮筋的拉力等于合力，橡皮条做功完毕，小车的速度最大，若不进行平衡摩擦力操作，则当橡皮筋的拉力等于摩擦力时，速度最大；
（2）小车先在橡皮条的作用下做加速运动，当橡皮条松弛以后，小车由于惯性，会继续匀速前进，最后由于橡皮条的阻碍，还会做减速运动；因此小车获得的最大速度，也就是匀速运动的速度，所以要分析点迹均匀的一段纸带．

解答 解：（1）平衡摩擦力后，橡皮筋的拉力等于合力，橡皮条做功完毕，小车的速度最大，若不进行平衡摩擦力操作，则当橡皮筋的拉力等于摩擦力时，速度最大，本题中木板水平放置，显然没有进行平衡摩擦力的操作，因此当小车的速度最大时，橡皮筋仍处于伸长状态，故BCD错误，A正确．
故选：A．
（2）小车先加速，后匀速，最后减速运动，在加速过程中，橡皮条在做正功，故需要测量最大速度，即匀速运动的速度，因而需要选用间隔均匀的点，即FI之间的点，打点计时器每隔0.02s打一次点，故最大速度为：v=$\frac{x}{T}=\frac{1.52×1{0}^{-2}}{0.02}m/s=0.76m/s$．
故答案为：（1）A，（2）FI，0.76．

点评 本题关键要明确小车的运动情况，先加速，再匀速，最后减速，橡皮条做功完毕，速度最大，做匀速运动，因此明确实验原理是解答本题的关键．