Question

一同學(xué)為了研究外力對物體做功與物體動能變化的關(guān)系，利用圖甲所示的裝置首先探究“功與速度變化的關(guān)系”．他讓被拉長的橡皮筋對小車做功，使小車由靜止獲得一定的速度，同過改變橡皮筋的根數(shù)來改變橡皮筋對小車做功的數(shù)值，測出橡皮筋做功結(jié)束時小車對應(yīng)的速度，研究功與小車速度變化的關(guān)系．
（1）該同學(xué)在實驗操作中，應(yīng)該注意的是

BD

．
A．每次實驗必須設(shè)法算出橡皮筋對小車做功的具體數(shù)值
B．每次實驗中，橡皮筋拉伸的長度必須保持一致
C．放小車的長木板應(yīng)該放在水平桌面上，并盡量使其水平
D．先接通電源讓打點計時器工作，再讓小車在橡皮筋的作用下彈出
（2）圖乙是該同學(xué)在實驗中獲得的一條紙帶，他使用的計時器每隔0.02s打一個點，從A點開始各相鄰計時點間的距離如圖乙所示．由圖乙可知，小車的運動情況可描述為：A、B間表示小車做

變速

運動；B、C段表示小車做

勻速

運動．橡皮筋做功結(jié)束時，小車獲得的速度為

3.6

m/s．
（3）當(dāng)該同學(xué)用同樣的橡皮筋1條、2條、3條…并起來進(jìn)行第一次、第二次、第三次…實驗時，橡皮筋對小車做功而使小車獲得的速度如下表所示． （v為小車獲得的最大速度）請在給出的坐標(biāo)紙上作出小車的W-v²圖象，并由此得出實驗結(jié)論：

w與v²成正比關(guān)系

．

Answer 1

分析：（1）實驗時，每次保持橡皮筋的形變量一定，當(dāng)有n根相同橡皮筋并系在小車上時，n根相同橡皮筋對小車做的功就等于系一根橡皮筋時對小車做的功的n倍，這個設(shè)計很巧妙地解決了直接去測量力和計算功的困難，再加上打點計時器測出小車獲得的最大速度即動能可求；
（2）根據(jù)紙帶上所打點之間的距離，可以判斷小車的運動情況；
（3）根據(jù)圖象為過原點的直線可以正確得出結(jié)果．

解答：解：（1）A、橡皮筋對小車做的功和小車獲得的動能滿足：W=

1

2

mv2的關(guān)系，所以當(dāng)小車質(zhì)量一定時：w與v²成正比，我們只需要看w與v²是否成正比即可，故A錯誤；
B、實驗中改變拉力做功時，為了能定量，所以用不同條數(shù)的橡皮筋且拉到相同的長度，這樣橡皮筋對小車做的功才有倍數(shù)關(guān)系，故B正確；
C、實驗中橡橡皮筋對小車所做功認(rèn)為是合外力做功，因此需要平衡摩擦力，故木板應(yīng)該是傾斜的，故C錯誤；
D、做紙帶類型的題時：統(tǒng)一的要求都是先接通電源，后讓紙帶運動．故D正確．
故選BD．
（2）由乙圖可知，AB之間的點距不斷變化，因此小車做變速運動，BC之間點距相同，因此為勻速運動，即此時獲得的速度為最大速度，故有：
v=

x

T

=

7.2cm

0.02s

=3.6m/s
故答案為：變速，勻速，3.6．
（3）圖象為過原點的直線，因此根據(jù)數(shù)學(xué)知識可知，得出的結(jié)論為w與v²成正比關(guān)系．
故答案為：w與v²成正比關(guān)系．

點評：實驗中要清楚是如何改變w，如何獲得的速度v即可，圍繞實驗原理和實驗?zāi)康倪M(jìn)行理解和記憶．