Question

8．某实验小组要探究力对原来静止的物体做功与物体获得速度的关系，选取的实验装置如图1所示，实验主要步骤如下：

（1）实验时，为使橡皮筋对小车所做的功即为合外力对小车所做的功，在未连接橡皮筋时将木板的左端用小木块垫起，使木板倾斜合适的角度，打开打点计时器，轻推小车，得到的纸带应该是乙（填甲、乙）（如图2）
（2）使小车在一条橡皮筋的作用下弹出，沿木板滑行，这时橡皮筋对小车做的功为W；
（3）再用完全相同的2条、3条…橡皮筋作用于小车，并使每次释放小车时橡皮筋的伸长量（或形变量、长度等）都相同，橡皮筋对小车做的功分别为2W、3W…；
（4）分析打点计时器打出的纸带，分别求出小车每次获得的最大速度v₁、v₂、v₃…；
（5）按科学实验操作，作出W-v图象（如图3），则如图3符合实际的图象是D．

Answer 1

分析 （1）要平衡摩擦力，故此时推动小车后，小车做匀速直线运动；
（3）橡皮条拉力是变力，采用倍增法增加功，故橡皮条的伸长量应该相同；
（5）根据动能定理，合力功与速度的平方是正比关系，故W-v图象是开口小时的抛物线．

解答 解：（1）平衡摩擦力后，小车应做匀速运动，所以纸带应该是图乙；
（2）橡皮条拉力是变力，采用倍增法增加功；
即使小车在一条橡皮筋的作用下由静止弹出，这时橡皮筋对小车做的功为W；
再用完全相同的2条、3条…橡皮筋作用于小车，每次由静止释放小车时橡皮筋的伸长量都相同，使橡皮筋对小车做的功分别为2W、3W…
（3）功与速度的平方相对应，所以图象应为D．
故答案为：
（1）乙；（3）伸长量（或形变量、长度等）都相同；（5）D．

点评 本题以探究做功和速度关系为实验命题背景考查学生对实验数据的处理和对结论的分析和评价能力，本题采用倍增法增加橡皮条的功，巧妙解决了变力做功的测量困难，注意要平衡摩擦力．