Question

14．某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验如图1，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为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，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致．每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．

（1）除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺（填测量工具）和交流电源（填“交流”或“直流”）；
（2）实验中，小车受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，则下面操作正确的是D
A．放开小车，能够自由下滑即可
B．放开小车，能够匀速下滑即可
C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可
D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可
（3）若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，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B
A．橡皮筋处于原长状态              B．橡皮筋仍处于伸长状态
C小车在两个铁钉的连线处             D．小车已过两个铁钉的连线
（4）在正确操作情况下，打在纸带上的点，并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的GK部分进行测量（根据图2所示的纸带回答，用纸带上的符号表示）．

Answer 1

分析 （1）实验中需要测量的物理量为长度，故应需要刻度尺；打点计时器用的是交流电源
（2）平衡摩擦力的时候，小车要挂上纸带，且平衡掉摩擦力的标志是，放开手，轻推小车小车能匀速运动
（3）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．我们测量（4）小车的速度，是指的匀速时候的速度，由纸带的点分布可看出该选用哪段

解答 解：
（1）本实验需要测量点之间的长度，故需要刻度尺；根据打点计时器的工作原理，无论是那种大点计时器，都需要用交流电，故应用交流电源
（2）在平衡摩擦力的时候，需要把纸带也挂在小车上，也就是我们不仅仅平衡掉小车受到的摩擦力，还需要平衡由纸带造成的摩擦阻力，故正确的操作是D
（3）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ACD错误，B正确．
故选：B．我们要验证的是“合力的功和物体速度变化关系”，小车的初速度为零，故需要知道做功完毕的末速度，此后小车做的匀速运动，故应测纸带上的匀速运动部分，由纸带的间距可知，间距均匀的为匀速运动部分，故应测量GK部分．
故答案为：（1）交流；（2）D；（3）B；（4）GK；

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．