题目内容

9.如图1所示的实验装置,可用于探究力对静止物体做功与物体获得速度的关系.
(1)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,下面操作正确的是C.
A.放开小车,小车能够匀速下滑即可
B.放开拖着纸带的小车,小车能够自由下滑即可
C.放开拖着纸带的小车,小车能够匀速下滑即可
(2)关于橡皮筋做功,下列说法正确的是B.
A.橡皮筋做的功可以直接测量
B.通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加
C.橡皮筋在小车运动的全程中始终做功
(3)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HK(选填“AF”或“HK”)部分进行测量,如图2所示.

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)利用橡皮筋探究功与速度变化关系的实验时,应选取几条完全相同的橡皮筋,为使它们每次做的功相同,橡皮筋拉伸的长度必要保持一致;小车的运动是先加速后匀速,最后匀速的速度为最大速度,即为所求速度.
(3)要测量最大速度,应该选用点迹恒定的部分.

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C正确;
(2)A、橡皮筋完全相同,通过增加橡皮筋的条数来使功倍增,因此不需要计算橡皮筋每次对小车做功的具体数值,故A错误;
B、该实验中利用相同橡皮筋形变量相同时对小车做功相同,通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加,这个设计很巧妙地解决了直接去测量力和计算功的困难.故B正确;
C、橡皮筋伸长的长度在逐渐较小,所以弹力也在逐渐减小,小车作加速度减小的加速运动,在橡皮筋恢复原长后,小车受力平衡,将做匀速直线运动.故C错误;
故选:B
(3)要测量最大速度,应该选用点迹恒定的部分.即应选用纸带的G-K部分进行测量,应选用纸带的HK 部分进行测量;
故答案为:(1)C   (2)B    (3)HK

点评 本题考查了探究功与速度变化的关系实验的实验原理、实验操作规范、误差来源,通过选取几条完全相同的橡皮筋是功成倍增加来化解变力做功的测量难点.

练习册系列答案
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18.某同学为探究“合力做功与物体动能改变的关系”设计了如下实验,他的操作步骤:

(1)按图1摆好实验装置,其中小车质量M=0.20kg,钩码总质量m=0.05kg.
(2)释放小车,然后接通打点计时器的电源(电源频率为f=50Hz),打出一条纸带.
(3)他在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条,如图2所示.把打下的第一点记作0,然后依次取若干个计数点,相邻计数点间还有4个点未画出,用厘米刻度尺测得各计数点到0点距离分别为d1=0.041m,d2=0.055m,d3=0.167m,d4=0.256m,d5=0.360m,d6=0.480m…,他把钩码重力(当地重力加速度g=10m/s2)作为小车所受合力,算出打下0点到打下第5点合力做功W=0.176J(结果保留三位有效数字),用正确的公式Ek=$\frac{1}{200}M({d}_{6}^{\;}-{d}_{4}^{\;})_{\;}^{2}{f}_{\;}^{2}$(用相关数据前字母列式)把打下第5点时小车的动能作为小车动能的改变量,算得Ek=0.125J.
(4)(多选)此次实验探究的结果,他没能得到“合力对物体做的功等于物体动能的增量”,且误差很大.通过反思,他认为产生误差的原因如下,其中正确的是AB.
A.钩码质量太大,使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多
B.没有平衡摩擦力,使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多
C.释放小车和接通电源的次序有误,使得动能增量的测量值比真实值偏小
D.没有使用最小刻度为毫米的刻度尺测距离也是产生此误差的重要原因.

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