Question

某同学用如图所示的实验装置探究功与速度变化的关系．实验步骤如下：

a．安装好实验器材．
b．接通电源后，让拖着纸带的小车在橡皮筋的作用下沿平板斜面向下弹出，沿木板滑行．在纸带上选择合适的点距确定小车的速度v₁．
c、换用2条、3条…同样的橡皮筋重复几次（每次都从同一初始位置释放小车），分别求出小车的速度v₁、v₂…．
d．通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀加速直线运动．
结合上述实验步骤，请你完成下列任务：
①实验中，除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有

A

和

C

．（填选项代号）
A、电压合适的50Hz的交流电源    B、电压可调的直流电源
C、刻度尺      D、秒表       E、天平       F、重锤
②小车运动中会受到阻力，这会对实验带来一定的影响，为了减小这些影响，你认为可以采取的办法是：

平衡摩擦力

．
③图示为某次实验所获得的打点纸带，你认为应该选用图中A、B、C、D、E哪个点的速度最能符合实验要求

C

④表记录了一次实验得到的橡皮筋条数与小车速度的关系．请你根据表中的数据通过W-x （x坐标自行决定）图线分析小车从静止出发后橡皮筋弹力对小车做的功与小车速度变化的关系．（要求简述理由）

实验次数	橡皮筋根数	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通过实验的原理出发，确定所需测量的物理量，从而确定所需的器材，以及不必要的器材；
②小车在水平方向上受橡皮筋的拉力和阻力力，要消除该影响需要平衡摩擦力；
③若正确操作，纸带上最后所打点点距是均匀的，此时的速度即为最大速度，据此可求出小车做匀速运动时的速度大小，即为最终小车获得的速度大小，该题中后来点距逐渐减小，说明小车受到摩擦力作用，点距最大的点最符合要求；
④根据所给数据，做出W-v²图象即可得出结论．

解答：解：①实验中，除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下列的器材中，必须使用的有电压合适的50Hz交流电源给打点计时器供电，需要用刻度尺测量计数点之间的距离处理数据，
故选：AC．
②小车运动过程总受到摩擦阻力作用，因此要减少误差，该实验中要进行平衡摩擦力操作．
③若正确操作，纸带上最后所打点点距是均匀的，此时的速度即为最大速度，据此可求出小车做匀速运动时的速度大小，即为最终小车获得的速度大小，该题中后来点距逐渐减小，说明小车受到摩擦力作用，点距最大的点最符合要求，即C点的速度最符合要求；根据图可知，当橡皮筋开始对小车做功时，速度为零，这说明实验中没有平衡摩擦或平衡摩擦力不够．
④一根橡皮筋做功为W，二根做功为2W，以此类推，用纵坐标表示做功大小（橡皮筋条数），横坐标表示速度的平方，得出W-v²图象如下所示：

由此可知，合外力做功与速度的平方成正比．
故答案为：①AC，②平衡摩擦力，③C，④见上图．

点评：明确了该实验的实验原理以及实验目的，即可了解具体操作的含义，以及如何进行数据处理；数据处理时注意数学知识的应用，本题是考查实验操作及数据处理的方法等问题．