Question

1．“探究功與速度變化的關(guān)系”的實驗裝置如圖所示，當(dāng)小車在一條橡皮筋作用下彈出時，橡皮筋對小車做的功記為W；當(dāng)用2條、3條、4條…完全相同的橡皮筋實驗時，橡皮筋對小車做的功記為2W、3W、4W…．每次實驗中小車獲得的最大速度可由打點計時器所打出的紙帶測出．

（1）關(guān)于該實驗，下列做法正確的是BCD．
A．打點計時器可以用4節(jié)干電池供電
B．實驗儀器安裝時，需要平衡摩擦力
C．用不同數(shù)量的橡皮筋拉小車時，小車必須從同一位置由靜止釋放
D．利用每次測出的小車最大速度v_m和橡皮筋做的功W，依次作出W-v_m、W-v_m²、W-v_m³、W²-v_m、W³-v_m…的圖象，得出合力做功與物體的速度變化之間的關(guān)系
（2）如圖是實驗中得到的一條紙帶，在圖上標(biāo)出了紙帶中一段相鄰點跡之間的距離，單位是cm．根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可以求得小車最大速度v_m為0.88m/s．（打點計時器所用電源頻率為50hz，計算結(jié)果保留二位有小數(shù)）

Answer 1

分析 （1）本實驗無法算出橡皮筋對小車做功的具體數(shù)值，運用比例法進(jìn)行研究，每次實驗時，橡皮筋拉伸的長度必須保持一致．要使拉力等于合力，需要采取平衡摩擦力的措施．根據(jù)打點計時器的操作規(guī)程，應(yīng)先接通電源，再釋放小車．
（2）當(dāng)小車勻速運動時，測量小車的速度，因而需要選用間隔均勻的點．

解答 解：（1）A、打點計時器使用的是低壓交流電源．故A錯誤；
B、平衡摩擦力后，橡皮筋的拉力等于合力，橡皮條做功完畢，小車的速度最大，若不進(jìn)行平衡摩擦力操作，則當(dāng)橡皮筋的拉力等于摩擦力時，速度最大，所以需要平衡摩擦力．故B正確；
C、本實驗不能測量橡皮筋拉力的大小，也就無法算出功的具體數(shù)值，而運用比例法進(jìn)行實驗，所以為保證每根橡皮條對小車做功一樣多，每次實驗中，橡皮筋拉伸的長度必需保持一致．故C正確；
D、利用每次測出的小車最大速度v_m和橡皮筋做的功W，依次作出W-v_m、W-v_m²、W-v_m³、W²-v_m、W³-v_m…的圖象，得出合力做功與物體的速度變化之間的關(guān)系．故D正確．
故選：BCD
（2）小車需要測量最大速度，即勻速運動的速度，因而需要選用間隔均勻的點，即EH之間的點，打點計時器每隔0.02s打一次點，故最大速度為：${v}_{m}=\frac{x}{T}=\frac{0.0176+0.0176+0.0175}{3×0.02}=0.88$m/s
故答案為：（1）BCD；（2）0.88

點評 本題關(guān)鍵要明確小車的運動情況，先加速，再勻速，最后減速，橡皮條做功完畢，速度最大，做勻速運動，因此明確實驗原理是解答本題的關(guān)鍵．