题目内容

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、刻度尺和交流电源(填“交流”或“直流”).
(2)实验中,小车会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(根据如图2所示的纸带回答).

分析 小车在倾斜的平面上被橡皮筋拉动做功,导致小车的动能发生变化.现通过实验来探究功与物体动能变化关系,小车的速度由纸带上打点来计算,从而能求出小车的动能变化.每次实验时橡皮筋伸长的长度都要一致,则一根做功记为W,两根则为2W,然后通过列表描点作图探究出功与动能变化的关系.

解答 解:(1)探究橡皮筋做功与小车的动能变化的关系,则小车的速度是由纸带的点来求出.因此必须要有毫米刻度尺;要使打点计时器能工作,必须接交流电源.
(2)若木板是水平放置的,则小车在运动过程中要受到滑动摩擦力,木板倾斜的目的是为了平衡摩擦力;放开拖着纸带的小车,能够匀速下滑即可;故选:D
(3)当小车速度达最大时,则小车的合力为零.所以除摩擦力外,还有橡皮筋的拉力.因此橡皮筋处于伸长状态,故B正确,ACD错误;
(4)为了测量小车获得的速度,即为最大速度,因此纸带上应该是匀速运动,则应选用纸带的GK部分;
故答案为:(1)交流; (2)D;(3)B;(4)GK

点评 小车的速度通过纸带上点求出,而小车的动能完全是由橡皮筋做功而导致的.同时巧用一根橡皮筋做功为W,两根橡皮筋则为2W,但每根伸长的长度必须相同.

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