如图所示是某同学做“探究功率与速度变化的关系的实验装置图.图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出.沿木板滑行的情形.这时.橡皮筋对小车做的功记为W．当把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.橡皮筋将小车从静止弹出.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．(1)实验前.可以在不加橡皮筋时.将木板左侧适当垫高.使拖着纸带� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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8．如图所示是某同学做“探究功率与速度变化的关系”的实验装置图，图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形，这时，橡皮筋对小车做的功记为W．当把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，橡皮筋将小车从静止弹出，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．

（1）实验前，可以在不加橡皮筋时，将木板左侧适当垫高，使拖着纸带的小车恰能沿木板匀速下滑，其目的是平衡小车运动过程中的摩擦阻力；
（2）关于本实验的操作，下列叙述中正确的是BD．
A．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值
B．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度必须保持一致
C．实验中，应测出小车加速运动过程的加速度
D．先接通打点计时器电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出
（3）在正确操作的情况下，打点计时器打在纸带上的点并不都是均匀的．如图为某次实验中纸带上连续打出的两段点迹，已知打点计时器的打点周期为0.02s，利用纸带计算出小车获得的速度v=1.70m/s．（保留三位有效数字）

分析（1）小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，故可以将长木板的一段垫高；实验前，可以在不加橡皮筋时，将木板左侧适当垫高，使拖着纸带的小车恰能沿木板匀速下滑，其目的是平衡摩擦力
（2）实验直接去测量一个做变速运动物体所受拉力是很困难的．橡皮筋拉动小车的弹力虽然是个变力，但这个弹力做的功，数值上就等于橡皮筋发生形变时所具的弹性势能，而这个弹性势能又与橡皮筋的形变量相对应；橡皮筋的形变量一定，这个弹力做的功就是一定的．实验时，每次保持橡皮筋的形变量一定，当有n根相同橡皮筋并系在小车上时，n根相同橡皮筋对小车做的功就等于系一根橡皮筋时对小车做的功的n倍，这个设计很巧妙地解决了直接去测量力和计算功的困难，再加上打点计时器测出小车获得的最大速度即动能可求
（3）当橡皮筋的弹力为零时小车速度最大．要测量最大速度，应该选用点迹恒定的部分．此时速度为相等的点距除以时间间隔．

解答解：（1）小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，故可以将长木板的一段垫高，所以实验前，可以在不加橡皮筋时，将木板左侧适当垫高，使拖着纸带的小车恰能沿木板匀速下滑，其目的是平衡小车运动过程中的摩擦阻力
（2）解：A、我们用橡皮筋拉动小车的方法，来探究橡皮筋的拉力对小车所做的功与小车速度变化的关系，这是一个非常精妙的设计．直接去测量一个正做变速运动物体所受拉力是很困难的．橡皮筋拉动小车的弹力虽然是个变力，但这个弹力做的功，数值上就等于橡皮筋发生形变时所具的弹性势能，而这个弹性势能又与橡皮筋的形变量相对应；橡皮筋的形变量一定，这个弹力做的功就是一定的．实验时，我们增加相同的橡皮条的数量，使功的大小成倍数增加，每次实验不必设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值，故A错误
B、每次实验中，橡皮筋拉伸的长度一定要保持一致，故B正确；
C、实验中只需测量加速过程的末速度即匀速运动的速度，不必测量加速运动过程中的加速度．所以C错误
D、先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出，故D正确
故选：BD．
（3）小车获得的速度即匀速运动的速度为：$v=\frac{△x}{△t}=\frac{3.40×1{0}_{\;}^{-2}}{0.02}=1.70m/s$
故答案为：（1）平衡小车运动过程中的摩擦阻力；（2）BD；（3）1.70

点评本题关键从实验目地、实验原理出发，去分析实验时我们需要注意的问题，如何达到实验目的．一切围绕原理去分析即可．

练习册系列答案

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