Question

某实验小组要探究力对物体做功与物体获得速度的关系，选取的实验装置如图所示．

(1)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和______电源（填“交流”或“直流”)；

(2)实验主要步骤如下：

I．实验时，为使小车所受合力等于橡皮筋的拉力，在未连接橡皮筋前将木板的左端用小木块垫起，使木板倾斜合适的角度，启动电源，轻推小车，得到的纸带应该是____________(填“甲”或“乙”)；

II．小车在一条橡皮筋的作用下由静止弹出，沿木板运动，此过程橡皮筋对小车做的功为W；

III．再分别改用完全相同的2条、3条……橡皮筋作用于小车，每次释放小车时：除由静止释放外，还必须_____________________(填写相应实验条件），使得每次每条橡皮筋对小车做的功都为W；

IV．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v_l、v₂、v₃……．下图是实验中打出的一条纸带，为了测量小车获得的最大速度，应选用纸带的_____________部分进行测量；作出W-v图象，则下列符合实际的图象是_________；

A. B. C.   D.

(3)若该小组实验时遗忘了上述步骤I操作的情况下也完成了整个实验，那么当小车速 度最大时，橡皮筋处于__________________状态．（填“伸长”或“原长”）

Answer

交流 乙 伸长量（或形变量或长度）都相同 GK D 伸长

【解析】

试题打点计时器使用交流电源．平衡摩擦力后，启动电源，轻推小车，小车做匀速直线运动．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．当小车达到最大速度时，做匀速直线运动．根据W与v的关系确定正确的图线．若未平衡摩擦力，小车速度达到最大时，弹力与摩擦力相等．

（1）中学所用两种打点计时器所用电源都为交流电源

（2）平衡摩擦力后，小车应做匀速运动，所以纸带应该是图乙；

（3）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…

（4）当小车达到最大速度后，做匀速直线运动，根据纸带的GK段测量最大速度

功与速度的平方相对应，所以图象应为D．

（5）若该小组实验时遗忘了上述步骤①操作的情况下也完成了整个实验，那么当小车速度最大时，弹力和摩擦力相等，弹簧处于伸长状态．