Question

18．“探究功与物体速度变化的关系”的实验如图所示，当静止的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）若将木板水平放置，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BC．
A．橡皮筋处于原长状态         B．橡皮筋仍处于伸长状态
C．小车未过两个铁钉的连线  D．小车已过两个铁钉的连线
（2）下列4条纸带哪一条是在探究功与物体速度变化关系的实验中，正确操作可能得到的纸带D

（3）若实验中的所有操作和数据处理无错误，则绘出的图线（图中△v²=v²-0、将一根橡皮筋对小车做的功记为1）应为过原点的一条直线．但根据实验结果得到的图线如图所示，造成这一偏差的原因是平衡摩擦力过度．

Answer 1

分析 （1）由于水平放置，未平衡摩擦力，两条橡皮筋的合拉力等于摩擦力时，橡皮条做功完毕，小车的速度最大；
（2）小车在橡皮条的作用下先加速，后匀速，故纸带间隔先变大后均匀；
（3）从图象可以看出，当功做功为零时，物体可以获得速度，从而可知没有施加拉力时小车受到合外力，故应是平衡摩擦力过度．

解答 解：（1）由于水平放置，未平衡摩擦力，两条橡皮筋的合拉力等于摩擦力时，橡皮条做功完毕，小车的速度最大；故此时小车未过两个铁钉的位置；故BC正确，AD错误．
故选BC．   
（2）小车在橡皮条的作用下先加速，后匀速，故纸带间隔先变大后均匀；故D图象正确；
（3）从图象可以看出，拉力没有做功时小车仍可以获得速度，故说明平衡摩擦力过度；
故答案为：（1）BC；（2）D；（3）平衡摩擦力过度．

点评 本题考查探究做功与速度变化关系实验，是一个可以向多方延伸的实验，既可以学生在试验操作中的基本素养和技能，也可以考察学生对动能定理理解的本质．