Question

10．利用如图1所示的实验装置，可以进行“探究功与速度变化的关系”的实验．

（1）小车在运动中会受到阻力，可以使木板略微倾斜作为补偿来平衡小车摩擦力，在平衡小车摩擦力的过程中，小车应与纸带（选填“纸带”或“重锤”）连接．
（2）从打下点的纸带中选取某一点作为起始点O，即打下O点时，小车的速度不为零．如图2中记录了A、B、C、D四点到O点的距离，相邻两点打点时间间隔为0.02s，则打点计时器在打B点时小车的速度为0.78m/s．
为探究重锤重力做的功W与系统速度v变化的关系，该同学尝试着画了W-v²的关系图线，则该图线可能正确的是C．

Answer 1

分析 （1）小车运动过程中阻力是木板对小车的阻力和打点计时器对纸带的阻力合力，故平衡摩擦力时不应该与重锤相连接；
（2）小车做匀加速直线运动，B点的瞬时速度等于AC段的平均速度；
（3）根据动能定理分析W-v²的关系图象．

解答 解：（1）平衡摩擦力时，其中的摩擦力包括木板对小车的阻力和打点计时器对纸带的阻力，故小车应与纸带相连；
（2）B点的速度为：${v}_{B}^{\;}$=$\frac{{x}_{AC}^{\;}}{2T}=\frac{4.47-1.35}{2×0.02}×1{0}_{\;}^{-2}m/s=0.78m/s$；
（3）根据动能定理，有：W=$\frac{1}{2}m{v}_{\;}^{2}$知W∝${v}_{\;}^{2}$，故W-v²的关系图象是经过坐标原点的直线，故C正确；
故答案为：（1）纸带；（2）0.78；（3）C．

点评 本题关键是明确平衡摩擦力的方法并知道W-v²的关系图象是经过坐标原点的直线，基础题目．