Question

（1）“探究動能定理”的實驗裝置如圖所示，當小車在兩條橡皮筋作用下彈出時，橡皮筋對小車做的功記為W₀．當用4條、6條、8條…完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次、第4次…實驗時，橡皮筋對小車做的功記為2W₀、3W₀、4W₀…，每次實驗中由靜止彈出的小車獲得的最大速度可由打點計時器所打的紙帶測出．關于該實驗，下列說法正確的是
A．某同學在一次實驗中，得到一條記錄紙帶．紙帶上打出的點，兩端密、中間疏．出現這種情況的原因，可能是沒有使木板傾斜或傾角太小．
B．當小車速度達到最大時，橡皮筋處于伸長狀態，小車在兩個鐵釘的連線處
C．應選擇紙帶上點距均勻的一段計算小車的最大速度
D．應選擇紙帶上第一點到最后一點的一段計算小車的最大速度．
（2）某興趣小組在做“探究做功和物體速度變化關系”的實驗前，提出了以下幾種猜想：①W∝v，②W∝v²，③W∝

v

．他們的實驗裝置如圖甲所示，PQ為一塊傾斜放置的木板，在Q處固定一個速度傳感器（用來測量物體每次通過Q點的速度）．在剛開始實驗時，有位同學提出，不需要測出物體質量，只要測出物體初始位置到速度傳感器的距離和讀出速度傳感器的讀數就行了，大家經過討論采納了該同學的建議．
①請你簡要說明為什么不需要測出物體的質量？
②讓小球分別從不同高度無初速釋放，測出物體初始位置到速度傳感器的距離L₁、L₂、L₃、L₄…，讀出小球每次通過Q點的速度v₁、v₂、v₃、v₄、…，并繪制了如圖乙所示的L-v圖象．若為了更直觀地看出L和v的變化關系，他們下一步應怎么做？

Answer 1

分析：（1）該實驗中為了確保橡皮筋拉力為小車的外力，需要進行平衡摩擦力的操作，小車的整個運動過程是，小車在橡皮條的拉力作用下先加速運動，當橡皮條恢復原長時，小車由于慣性繼續前進，做勻速運動，明確實驗原理即可正確解答本題；
（2）通過實驗來探究“合外力做功和物體速度變化的關系”，每次實驗物體從不同初位置處靜止釋放，量出初位置到速度傳感器的位移、讀出物體到傳感器位置的速度，根據實驗數據列出數據表并描點作出圖象，從而找到位移與速度變化的關系，在運動過程中，由于物體受力是恒定的，所以得出合外力做功與物體速度變化的關系．

解答：解：（1）該是實驗中要進行平衡摩擦力的操作，正常情況是紙帶上打出點先逐漸增大，后間距不變，即小車先加速后勻速，若兩端密、中間疏則說明小車后來做減速運動，這說明沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不夠，即沒有使木板傾斜或傾角太小，故A正確；
B、當小車速度達到最大時，橡皮筋處于原長狀態，小車勻速運動，故B錯誤；
C、根據實驗原理可知，當小車勻速運動時速度達到最大，因此應選擇紙帶上點距均勻的一段計算小車的最大速度，故C正確；
D、本實驗的目的是探究橡皮繩做的功與物體獲得速度的關系，這個速度是指橡皮繩做功完畢時的速度，而不整個過程的平均速度，故D錯誤．
故選AC．
（2）①根據功能關系可知：mgsinθ-μmgcosθ=

1

2

mv2，因此質量可以約掉，故該實驗中不需要測量物體的質量．
②合理繪制的L-v圖象是曲線，不能得出結論W∝v²．為了更直觀地看出L和v的變化關系，應該繪制L-v²圖象．
故答案為：應進一步繪制L-v²圖象．

點評：明確實驗原理是解決本題的關鍵，因此要分析清楚小車的運動，小車先加速和勻速，同時加強基礎物理知識在實驗中的應用．