Question

11．“探究功与物体速度变化的关系”的实验如图甲所示，当小车在一条橡皮筋作用下弹出时，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）本实验需要平衡小车在平板上运动时所受的摩擦力，其原因是AB
A．确保橡皮筋对小车所做的功等于外力对小车所做的总功
B．确保橡皮筋恢复原长后小车的运动为匀速运动，以利于求小车速度
C．为了使小车获得较大的动能
D．为了增大橡皮筋对小车的弹力
（2）图乙是在正确操作情况下打出的一条纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一部分，已知相邻两点打点时间间隔为0.02s，则小车获得的最大速度v_m=1.22m/s（保留3位有效数字）
（3）几名同学在实验中分别得到了若干组橡皮筋对小车做的功W与小车获得最大速度v_m的数据，并利用数据绘出了图中给出的四个图象，你认为其中正确的是D．

Answer 1

分析 （1）明确实验原理，知道本实验中应将绳子的拉力做的功看作总功，因此需要平衡摩擦力来减小误差；
（2）分析纸带找出速度最大时的位移，再由平均速度公式可求得小车的最大速度；
（3）根据动能定理进行分析，从而得出速度的平方与做功间的关系，从而得出正确的图象．

解答 解：（1）实验中通过调整木板倾斜程度平衡摩擦力，目的是为了使橡皮筋对小车所做功即为合外力对小车所做的功，确保橡皮筋恢复原长后小车的运动为匀速运动，以利于求小车速度，故CD错误，AB正确．故选AB．
（2）由所打的点可知，DG之间小车做匀速直线运动，速度最大，小车获得的最大速度为：
v_m=$\frac{DE}{T}$=$\frac{2.44×1{0}^{-2}}{0.02}$m/s=1.22m/s
（3）橡皮筋对小车做的功W与小车的动能关系知：W=$\frac{1}{2}$mv_m²，即有：v_m²=$\frac{2W}{M}$，根据数学知识可知D正确．
故选：D
故答案为：（1）AB； （2）1.22； （3）D．

点评 本题考查验证动能定理的实验，主要考查了该实验的具体操作细节和数据的处理，对于这些基础知识一定要通过亲自动手实验加深理解，同时还要加强对物理规律应用的练习．