Question

完成下列实验题
（1）在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，下列所给步骤的合理顺序为（开始两步已排好）

CFEBAD

A．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数（不足半个的舍去，
多于半个的算一个），再根据方格的边长求出油膜的面积S．
B．将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上．
C．用浅盘装入约2cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撤在水面上．
D．用公式D=

V

S

求出薄膜厚度，即油酸分子的直径．
E．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V．
F．用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴人量筒，记下溶液的滴数n与量筒中增加的溶液体积V₀．
（2）如图所示，是某研究性学习小组做探究“橡皮筋做的功和物体速度变化的关系”的实验，图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出（橡皮筋与小车不再相连）沿木板滑行的情形，这时，橡皮筋对小车做的功记为W．当我们用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，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放．小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．（不计阻力）
 
（1）除了图中的已给出的实验器材外，还需要的器材有

刻度尺，低压交流电源

；
（2）每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的

打点均匀

部分进行测量；
（3）下面是本实验的数据记录表，请将第2次、第3次…实验中橡皮筋做的功填写在对应的位置；

物理量 数据 次数	橡皮筋做的功	10个间隔的距离S（m）	10个间隔的时间T（s）	小车获得的速度vn（m/s）	小车速度的平方vn2（m/s）2
1	W	0.200	0.2
2	2W	0.280	0.2
3	3W	0.300	0.2
4	4W	0.400	0.2
5	5W	0.450	0.2

（4）你认为橡皮筋做的功W_n和物体速度v_n变化的关系应是

W_n正比于

v

2 n

．

Answer 1

分析：（1）将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出1滴此溶液的体积．然后将1滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积．则用1滴此溶液的体积除以1滴此溶液的面积，恰好就是油酸分子的直径．
（2）①该实验用到打点计时器，所以需要交流电源，要测量长度，还需要刻度尺；②要测量最大速度，应该选用点迹恒定的部分．③根据匀速直线运动的位移公式x=vt求得各点的速度．④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）“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：
准备浅水盘（C）→配制酒精油酸溶液（教师完成，记下配制比例）（F）→测定一滴酒精油酸溶液的体积v=

V

N

（题中的E）→形成油膜（B）→描绘油膜边缘（A）→计算分子直径（D）
故答案为：CFEBAD．
（2）①该实验用到打点计时器，所以需要低压交流电源，要测量长度，还需要刻度尺；
②在正确操作情况下，橡皮条恢复原长时，小车做匀速运动，小车在相等时间内的位移相等，
此时小车获得的速度最大，要测量小车的最大速度，应选用纸带的点迹均匀的部分段进行测量．
③根据匀速直线运动的位移公式x=vt得：v=

x

t

，所以：
v1=

0.2

0.2

m/s=1m/s，v2=

0.28

0.2

m/s=1.4m/s，v3=

0.3

0.2

m/s=1.5m/s，v4=

0.4

0.2

m/s=2m/s，v5=

0.45

0.2

m/s=2.25m/s；
所以：

v

2 1

=1，

v

2 2

=2，

v

2 3

=2.25，

v

2 4

=4，

v

2 5

=5.06；
④由动能定理可知，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，即
W_n∝v_n²，说明W_n与v_n²成正比．
故答案为：（1）CFEBAD；（2）①低压交流电源，还需要刻度尺；②打点均匀；③1；1.4；1.5；2；2.25； 1；2；2.25；4；5.06；④W_n正比与v_n²．

点评：本题关键是结合探究功与速度变化关系的实验原理进行分析，如本实验中，明确小车的运动情况，先加速，再匀速，橡皮条做功完毕，速度最大，做匀速运动，故需要测量匀速阶段的速度．