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    6．某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验如图1，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W．当用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致．每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．

    （1）除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和A电源．
    A．交流    B．直流
    （2）实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，则下面操作正确的是D．
    A．放开小车，能够自由下滑即可               B．放开小车，能够匀速下滑即可
    C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可     D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可
    （3）若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是B．
    A．橡皮筋处于原长状态            B．橡皮筋仍处于伸长状态
    C．小车在两个铁钉的连线处        D．小车已过两个铁钉的连线
    （4）在正确操作情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用如图2纸带的IK部分进行测量（根据如图所示的纸带回答）．
    （5）若实验做了n次，所用橡皮筋分别为1根、2根…n根，通过纸带求出小车的速度分别为v1、v2…vn，用W表示橡皮筋对小车所做的功，如果作出的W-v曲线是一条直线，表明牵引力做的功与小车获得的速度的关系是正比例关系，即W∝v，如果不是直线，那么可能是W∝v2、W∝v3…如果认为可能是W∝v2，就对每个速度值算出它的二次方，然后以W为纵坐标，v2为横坐标作图．如果这样作出的图象是一条直线，这说明W与v2的关系是成正比．
    以下哪个实验还用过类似的方法C
    A．研究平抛运动
    B．验证机械能守恒定律
    C．探究加速度与力、质量的关系
    D．测定万有引力常量．

    分析 （1）打点计时器的电源应该选用交流电源；
    （2）当小车匀速运动下滑明，受到的摩擦阻力被重力沿斜面向下的分力平衡；
    （3）平衡摩擦力后，橡皮筋的拉力等于合力，橡皮条做功完毕，小车的速度最大，若不进行平衡摩擦力操作，则当橡皮筋的拉力等于摩擦力时，速度最大；
    （4）要测量最大速度，应该选用点迹均匀的部分．结合匀速直线运动的位移公式求出最大速度的大小；
    （5）根据动能定理可知，合外力做的功应等于物体动能的变化量，所以W与v2成正比．

    解答 解：（1）打点计时器的电源应该选用交流电源，打点计时器打点周期等于交流电的周期，
    故选：A
    （2）实验中可以适当抬高木板的一侧来平衡摩擦阻力．受力平衡时，小车应做匀速直线运动，所以正确的做法是：放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可，故ABC错误，D正确．
    故选：D
    （3）平衡摩擦力后，橡皮筋的拉力等于合力，橡皮条做功完毕，小车的速度最大，若不进行平衡摩擦力操作，则当橡皮筋的拉力等于摩擦力时，速度最大，本题中木板水平放置，显然没有进行平衡摩擦力的操作，因此当小车的速度最大时，橡皮筋仍处于伸长状态，故ACD错误，B正确．
    故选：B
    （4）要验证的是“合力做功和物体速度变化的关系”，小车的初速度为零，故需要知道做功完毕的末速度即最大速度v，此后小车做的是匀速运动，故应测纸带上的匀速运动部分，由纸带的间距可知，应该选择IK部分．
    （5）W-v2图线是一条过坐标原点的直线，根据数学知识可确定W与速度v的平方成正比．即：w=kv2，W与v2成正比，即橡皮筋对小车的功与小车速度的平方成正比．
    探究加速度与力、质量的关系时，也要画出a-F图象及a-$\frac{1}{m}$图象，从而得出结论，故C正确．
    故答案为：（1）A；（2）D；（3）B；（4）IK；（5）成正比；C

    点评 本题涉及打点计时器的工作原理，要知道打点计时器应该选用交流电源，理解探究功与速度变化关系实验的原理，从实验原理的角度分析即可

    练习册系列答案
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