Question

某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究功與速度變化的關(guān)系．實(shí)驗(yàn)步驟如下：

a．安裝好實(shí)驗(yàn)器材．
b．接通電源后，讓拖著紙帶的小車在橡皮筋的作用下沿平板斜面向下彈出，沿木板滑行．在紙帶上選擇合適的點(diǎn)距確定小車的速度v₁．
c、換用2條、3條…同樣的橡皮筋重復(fù)幾次（每次都從同一初始位置釋放小車），分別求出小車的速度v₁、v₂…．
d．通過(guò)測(cè)量和計(jì)算，該同學(xué)判斷出小車沿平板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．
結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)你完成下列任務(wù)：
①實(shí)驗(yàn)中，除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（含紙帶、復(fù)寫(xiě)紙）、小車、平板、鐵架臺(tái)、導(dǎo)線及開(kāi)關(guān)外，在下面的儀器和器材中，必須使用的有

A

和

C

．（填選項(xiàng)代號(hào)）
A、電壓合適的50Hz的交流電源    B、電壓可調(diào)的直流電源
C、刻度尺      D、秒表       E、天平       F、重錘
②小車運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到阻力，這會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)帶來(lái)一定的影響，為了減小這些影響，你認(rèn)為可以采取的辦法是：

平衡摩擦力

．
③圖示為某次實(shí)驗(yàn)所獲得的打點(diǎn)紙帶，你認(rèn)為應(yīng)該選用圖中A、B、C、D、E哪個(gè)點(diǎn)的速度最能符合實(shí)驗(yàn)要求

C

④表記錄了一次實(shí)驗(yàn)得到的橡皮筋條數(shù)與小車速度的關(guān)系．請(qǐng)你根據(jù)表中的數(shù)據(jù)通過(guò)W-x （x坐標(biāo)自行決定）圖線分析小車從靜止出發(fā)后橡皮筋彈力對(duì)小車做的功與小車速度變化的關(guān)系．（要求簡(jiǎn)述理由）

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	橡皮筋根數(shù)	速度（m/s）
1	1	1.00
2	2	1.40
3	3	1.75
4	4	2.00
5	5	2.20
6	6	2.48

Answer 1

分析：①通過(guò)實(shí)驗(yàn)的原理出發(fā)，確定所需測(cè)量的物理量，從而確定所需的器材，以及不必要的器材；
②小車在水平方向上受橡皮筋的拉力和阻力力，要消除該影響需要平衡摩擦力；
③若正確操作，紙帶上最后所打點(diǎn)點(diǎn)距是均勻的，此時(shí)的速度即為最大速度，據(jù)此可求出小車做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小，即為最終小車獲得的速度大小，該題中后來(lái)點(diǎn)距逐漸減小，說(shuō)明小車受到摩擦力作用，點(diǎn)距最大的點(diǎn)最符合要求；
④根據(jù)所給數(shù)據(jù)，做出W-v²圖象即可得出結(jié)論．

解答：解：①實(shí)驗(yàn)中，除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（含紙帶、復(fù)寫(xiě)紙）、小車、平板、鐵架臺(tái)、導(dǎo)線及開(kāi)關(guān)外，在下列的器材中，必須使用的有電壓合適的50Hz交流電源給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器供電，需要用刻度尺測(cè)量計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離處理數(shù)據(jù)，
故選：AC．
②小車運(yùn)動(dòng)過(guò)程總受到摩擦阻力作用，因此要減少誤差，該實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行平衡摩擦力操作．
③若正確操作，紙帶上最后所打點(diǎn)點(diǎn)距是均勻的，此時(shí)的速度即為最大速度，據(jù)此可求出小車做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小，即為最終小車獲得的速度大小，該題中后來(lái)點(diǎn)距逐漸減小，說(shuō)明小車受到摩擦力作用，點(diǎn)距最大的點(diǎn)最符合要求，即C點(diǎn)的速度最符合要求；根據(jù)圖可知，當(dāng)橡皮筋開(kāi)始對(duì)小車做功時(shí)，速度為零，這說(shuō)明實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有平衡摩擦或平衡摩擦力不夠．
④一根橡皮筋做功為W，二根做功為2W，以此類推，用縱坐標(biāo)表示做功大小（橡皮筋條數(shù)），橫坐標(biāo)表示速度的平方，得出W-v²圖象如下所示：

由此可知，合外力做功與速度的平方成正比．
故答案為：①AC，②平衡摩擦力，③C，④見(jiàn)上圖．

點(diǎn)評(píng)：明確了該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理以及實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，即可了解具體操作的含義，以及如何進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；數(shù)據(jù)處理時(shí)注意數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，本題是考查實(shí)驗(yàn)操作及數(shù)據(jù)處理的方法等問(wèn)題．