Question

20．某实验小组要探究力对物体做功月物体获得速度的关系，选取的实验装置如图1所示，实验主要步骤如下：
（1）实验时，为使小车只在橡皮筋作用下运动，在未连接橡皮筋时将木板的左端用小木块垫起，使木板倾斜合适的角度，打开打点计时器，轻推小车，得到的纸带应该是乙（如图2填“甲”或“乙”）
（2）使小车在一条橡皮筋的作用下由静止弹出，沿木板滑行，这时橡皮筋对小车做的功为W；
（3）再用完全相同的2条、3条…橡皮筋作用于小车，每次由静止释放小车时保持橡皮筋的伸长量都相同（填写相应实验条件）使橡皮筋对小车做的功分别为2W、3W…
（4）分析打点计时器打出的纸带，分别求出小车每次获得的最大速度v₁、v₂、v₃…
（5）作出W-v²图象（图3），则下列符合实际的图象是B．

Answer 1

分析 （1）要平衡摩擦力，故此时推动小车后，小车做匀速直线运动；
（2）橡皮条拉力是变力，采用倍增法增加功，故橡皮条的伸长量应该相同；
（3）根据动能定理得出W与v²的关系式，从而确定正确的图线．

解答 解：（1）平衡摩擦力后，小车应做匀速运动，所以纸带应该是图乙；
（2）橡皮条拉力是变力，采用倍增法增加功；
即使小车在一条橡皮筋的作用下由静止弹出，这时橡皮筋对小车做的功为W；
再用完全相同的2条、3条…橡皮筋作用于小车，每次由静止释放小车时橡皮筋的伸长量都相同，使橡皮筋对小车做的功分别为2W、3W…．
（3）根据动能定理知，W=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$，则W与v²成正比，故正确图线为B．
故答案为：（1）乙，（2）伸长量都相同，（3）B．

点评 本题以探究做功和速度关系为实验命题背景考查学生对实验数据的处理和对结论的分析和评价能力，本题采用倍增法增加橡皮条的功，巧妙解决了变力做功的测量困难，注意要平衡摩擦力．