题目内容

4.如图1所示是某同学做“探究功与速度变化的关系”的实验装置图,图中是小车在一条椽皮筋作用下弹出,沿木板滑行的情形.这时,橡皮筋对小车做的功记为W,当把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,每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放.小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打点的纸带测出.

(1)实验中,小车会受到摩擦阻力的作用,可以在不加橡皮筋时,使木板适当倾斜来平衡摩擦阻力.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,轻推一下能够匀速下滑即可
(2)关于本实验的操作,下列叙述正确的是CD
A.每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值
B.每次实猃中.橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致
C.实验时,应使小车靠近打点计时器并由静止释放
D.先接通打点计时器电源,再让小车在橡皮筋的作用下弹出
(3)在正确操作的情况下,打在纸带上的点并不都是均匀的.如图2为第三次实验中通过打点计时器获得的纸带.其中每两个计数点间还有一个点未标出.已知打点计时器使用的交流电周期为0.02s.为了测量小车获得的速度.应选图2中的CD段(填AB或CD)来计算小车的速度v.

分析 (1)实验中可以适当抬高木板的一侧来平衡摩擦阻力.受力平衡时,小车应做匀速直线运动.
(2)实验中改变拉力做功时,为了能定量,所以用不同的条数的橡皮筋且拉到相同的长度,这样橡皮筋对小车做的功就有倍数关系,而不需要测量出每根橡皮筋做功的数值.
(3)小车先在橡皮条的拉动下做加速运动,当橡皮条恢复原长时,拉力减为0,小车由于惯性继续做匀速运动,可知匀速时的速度就是该过程中的最大速度.

解答 解:(1)实验中可以适当抬高木板的一侧来平衡摩擦阻力.受力平衡时,小车应做匀速直线运动,所以正确的做法是:放开拖着纸带的小车,能够匀速下滑即可,故ABC错误,D正确.
故选:D.
(2)AB、我们用橡皮筋拉动小车的方法,来探究橡皮筋的拉力对小车所做的功与小车速度变化的关系,这是一个非常精妙的设计.直接去测量一个正做变速运动物体所受拉力是很困难的.橡皮筋拉动小车的弹力虽然是个变力,但这个弹力做的功,数值上就等于橡皮筋发生形变时所具的弹性势能,而这个弹性势能又与橡皮筋的形变量相对应;橡皮筋的形变量一定,这个弹力做的功就是一定的.实验时,每次保持橡皮筋的形变量一定,当有n根相同橡皮筋并系在小车上时,n根相同橡皮筋对小车做的功就等于系一根橡皮筋时对小车做的功的n倍,这个设计很巧妙地解决了直接去测量力和计算功的困难.所以我们不用直接测量功的数值,即A错误、B错误.
C、实验时,应使小车靠近打点计时器并由静止释放,这样可以尽量多的利用纸带,故C正确;
D、先接通电源,后释放小车,是基本规范,故D正确.
故选:CD
(3)各点之间的距离相等的时候小车做匀速直线运动,所以为了测量橡皮筋做功后小车获得的速度,应选用纸带的 CD段进行测量.
故答案为:(1)D       (2)CD       (3)CD

点评 本题涉及打点计时器的工作原理和探究功与速度变化关系实验的原理,从实验原理的角度分析即可.

练习册系列答案
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15.如图1所示是某同学做“探究功与速度变化的关系”的实验装置图,图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行的情形.这时,橡皮筋对小车做的功记为W,当把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,每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放.小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打点的纸带测出.

(1)实验中,小车会受到摩擦阻力的作用,可以在不加橡皮筋时,使木板适当倾斜来平衡摩擦阻力.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
(2)关于本实验的操作,下列叙述正确的是CD
A.每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值
B.每次实验中,橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致
C.实验时,应使小车靠近打点计时器并由静止释放
D.先接通打点计时器电源,再让小车在橡皮筋的作用下弹出
(3)在正确操作的情况下,打在纸带上的点并不都是均匀的.如图2为第三次实验中通过打点计时器获得的纸带,其中每两个计数点间还有一个点未标出.已知打点计时器使用的交流电周期为0.02s.为了测量小车获得的速度,应选图2中的CD段(填AB或CD)来计算小车的速度v.
(4)下表是本实验的数据记录表
     数据
物理量
橡皮筋做的功小车获得的速度vn小车速度的平方vn2
1W1.001.00
22W1.401.96
33W1.72m2.94
44Wm1.983.92
55W2.245.02
根据数据分析,得到的结论是W∝v2.

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