题目内容

4.某实验小组用图甲所示装置“探究功与物体速度变化的关系”.
(1)实验中甲、乙两同学用两种不同的方法来实现橡皮筋对小车做功的变化.
甲同学:通过改变橡皮筋的形变量来实现做功的变化.
乙同学:把多变相同的橡皮筋并在一起,并把小车拉到相同位置释放,通过改变橡皮筋的条数来实现对小车做功的变化.
你认为乙(填“甲”或“乙”)同学的方法可行.

(2)为平衡小车运动过程中受到的阻力,应该采用下面所述方法中的C(填入选项前的字母代号)
A.逐步调节木板的倾斜程度,让小车能够自由下滑
B.逐步调节木板的倾斜程度,使小车在橡皮条作用下开始运动
C.逐步调节木板的倾斜程度,给小车一初速度,让拖着纸带的小车匀速下滑
D.逐步调节木板的倾斜程度,让拖着纸带的小车自由下滑
(3)图乙是该实验小组在实验过程中打出的一条纸带,已知打点计时器连接的电源的频率为50Hz,则橡皮筋恢复原长时小车的速度为1.40m/s(结果保留3位有效数字).

分析 (1)橡皮筋对小车做的功我们没法直接测量,所以我们是通过改变橡皮筋的条数的方法来改变功,为了让橡皮筋的功能有倍数关系就要求将橡皮筋拉到同一位置处;
(2)该实验中为了确保橡皮筋拉力为小车的外力,需要进行平衡摩擦力的操作,小车的整个运动过程是,小车在橡皮条的拉力作用下先加速运动,当橡皮条恢复原长时,小车由于惯性继续前进,做匀速运动,明确实验原理即可正确解答本题.
(3)根据纸袋上的数据可以判定,各点之间的距离相等的时候小车做直线运动,利用公式:v=$\frac{x}{t}$可得出结论.

解答 解:(1)橡皮筋对小车做的功我们没法直接测量,所以我们是通过改变橡皮筋的条数的方法来改变功,为了让橡皮筋的功能有倍数关系就要求将橡皮筋拉到同一位置处,故应选乙同学的方法,甲同学的方法测不出橡皮筋到底做了多少功.
(2)为了平衡摩擦力的影响,在实验中可以将木板一端垫高,则小车受到的重力的分力可以与摩擦力平衡;
则小车做匀速运动时,则摩擦力的影响可以取消,此时,小车后面的纸带上的点应为均匀分布的,因此不能拖着纸带,也不能有橡皮条作用,故C正确,ABD错误;
(3)由图可知,A点2.1cm,B点4.6cm,C点7.4cm,D点10.2cm,E点13.0cm;
橡皮筋恢复原长时小车做匀速运动,根据纸带可知匀速运动时两个点之间的位移为:
x=13.0-10.2=10.2-7.4=7.4-4.6=2.8cm=0.028m,
所以v=$\frac{x}{t}$=$\frac{0.028}{0.02}$m/s=1.40m/s
故答案为:(1)乙;(2)C;(3)1.40

点评 明确实验原理是解决本题的关键,因此要分析清楚小车的运动,小车先加速后匀速,同时加强基础物理知识在实验中的应用,注意平衡摩擦力时,小车不能有橡皮条作用,也不能拖着纸带.

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