Question

某同學用如圖所示的實驗裝置探究功與速度變化的關系．實驗步驟如下：

a．安裝好實驗器材．
b．接通電源后，讓拖著紙帶的小車在橡皮筋的作用下沿平板斜面向下彈出，沿木板滑行．在紙帶上選擇合適的點距確定小車的速度v₁．
c、換用2條、3條…同樣的橡皮筋重復幾次（每次都從同一初始位置釋放小車），分別求出小車的速度v₁、v₂…．
d．通過測量和計算，該同學判斷出小車沿平板做勻加速直線運動．
結合上述實驗步驟，請你完成下列任務：
①實驗中，除打點計時器（含紙帶、復寫紙）、小車、平板、鐵架臺、導線及開關外，在下面的儀器和器材中，必須使用的有

A

和

C

．（填選項代號）
A、電壓合適的50Hz的交流電源    B、電壓可調的直流電源
C、刻度尺      D、秒表       E、天平       F、重錘
②小車運動中會受到阻力，這會對實驗帶來一定的影響，為了減小這些影響，你認為可以采取的辦法是：

平衡摩擦力

．
③圖示為某次實驗所獲得的打點紙帶，你認為應該選用圖中A、B、C、D、E哪個點的速度最能符合實驗要求

C

④表記錄了一次實驗得到的橡皮筋條數與小車速度的關系．請你根據表中的數據通過W-x （x坐標自行決定）圖線分析小車從靜止出發后橡皮筋彈力對小車做的功與小車速度變化的關系．（要求簡述理由）

實驗次數	橡皮筋根數	速度（m/s）
1	1	1.00
2	2	1.40
3	3	1.75
4	4	2.00
5	5	2.20
6	6	2.48

Answer 1

分析：①通過實驗的原理出發，確定所需測量的物理量，從而確定所需的器材，以及不必要的器材；
②小車在水平方向上受橡皮筋的拉力和阻力力，要消除該影響需要平衡摩擦力；
③若正確操作，紙帶上最后所打點點距是均勻的，此時的速度即為最大速度，據此可求出小車做勻速運動時的速度大小，即為最終小車獲得的速度大小，該題中后來點距逐漸減小，說明小車受到摩擦力作用，點距最大的點最符合要求；
④根據所給數據，做出W-v²圖象即可得出結論．

解答：解：①實驗中，除打點計時器（含紙帶、復寫紙）、小車、平板、鐵架臺、導線及開關外，在下列的器材中，必須使用的有電壓合適的50Hz交流電源給打點計時器供電，需要用刻度尺測量計數點之間的距離處理數據，
故選：AC．
②小車運動過程總受到摩擦阻力作用，因此要減少誤差，該實驗中要進行平衡摩擦力操作．
③若正確操作，紙帶上最后所打點點距是均勻的，此時的速度即為最大速度，據此可求出小車做勻速運動時的速度大小，即為最終小車獲得的速度大小，該題中后來點距逐漸減小，說明小車受到摩擦力作用，點距最大的點最符合要求，即C點的速度最符合要求；根據圖可知，當橡皮筋開始對小車做功時，速度為零，這說明實驗中沒有平衡摩擦或平衡摩擦力不夠．
④一根橡皮筋做功為W，二根做功為2W，以此類推，用縱坐標表示做功大小（橡皮筋條數），橫坐標表示速度的平方，得出W-v²圖象如下所示：

由此可知，合外力做功與速度的平方成正比．
故答案為：①AC，②平衡摩擦力，③C，④見上圖．

點評：明確了該實驗的實驗原理以及實驗目的，即可了解具體操作的含義，以及如何進行數據處理；數據處理時注意數學知識的應用，本題是考查實驗操作及數據處理的方法等問題．