Question

完成下列實驗題
（1）在做“用油膜法估測分子的大小”的實驗中，下列所給步驟的合理順序為（開始兩步已排好）

CFEBAD

A．將畫有油膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，數出輪廓內的方格數（不足半個的舍去，
多于半個的算一個），再根據方格的邊長求出油膜的面積S．
B．將一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形狀穩定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆將薄膜的形狀描畫在玻璃板上．
C．用淺盤裝入約2cm深的水，然后將痱子粉或石膏粉均勻地撤在水面上．
D．用公式D=

V

S

求出薄膜厚度，即油酸分子的直徑．
E．根據油酸酒精溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積V．
F．用注射器或滴管將事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴人量筒，記下溶液的滴數n與量筒中增加的溶液體積V₀．
（2）如圖所示，是某研究性學習小組做探究“橡皮筋做的功和物體速度變化的關系”的實驗，圖中是小車在一條橡皮筋作用下彈出（橡皮筋與小車不再相連）沿木板滑行的情形，這時，橡皮筋對小車做的功記為W．當我們用2條、3條…完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次…實驗時，每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放．小車每次實驗中獲得的速度由打點計時器所打的紙帶測出．（不計阻力）
 
（1）除了圖中的已給出的實驗器材外，還需要的器材有

刻度尺，低壓交流電源

；
（2）每次實驗得到的紙帶上的點并不都是均勻的，為了測量小車獲得的速度，應選用紙帶的

打點均勻

部分進行測量；
（3）下面是本實驗的數據記錄表，請將第2次、第3次…實驗中橡皮筋做的功填寫在對應的位置；

物理量 數據 次數	橡皮筋做的功	10個間隔的距離S（m）	10個間隔的時間T（s）	小車獲得的速度vn（m/s）	小車速度的平方vn2（m/s）2
1	W	0.200	0.2
2	2W	0.280	0.2
3	3W	0.300	0.2
4	4W	0.400	0.2
5	5W	0.450	0.2

（4）你認為橡皮筋做的功W_n和物體速度v_n變化的關系應是

W_n正比于

v

2 n

．

Answer 1

分析：（1）將配制好的油酸酒精溶液，通過量筒測出1滴此溶液的體積．然后將1滴此溶液滴在有痱子粉的淺盤里的水面上，等待形狀穩定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆描繪出油酸膜的形狀，將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，按不足半個舍去，多于半個的算一個，統計出油酸薄膜的面積．則用1滴此溶液的體積除以1滴此溶液的面積，恰好就是油酸分子的直徑．
（2）①該實驗用到打點計時器，所以需要交流電源，要測量長度，還需要刻度尺；②要測量最大速度，應該選用點跡恒定的部分．③根據勻速直線運動的位移公式x=vt求得各點的速度．④根據動能定理可知，合外力做的功應等于物體動能的變化量，所以W與v²成正比．

解答：解：（1）“油膜法估測油酸分子的大小”實驗步驟為：
準備淺水盤（C）→配制酒精油酸溶液（教師完成，記下配制比例）（F）→測定一滴酒精油酸溶液的體積v=

V

N

（題中的E）→形成油膜（B）→描繪油膜邊緣（A）→計算分子直徑（D）
故答案為：CFEBAD．
（2）①該實驗用到打點計時器，所以需要低壓交流電源，要測量長度，還需要刻度尺；
②在正確操作情況下，橡皮條恢復原長時，小車做勻速運動，小車在相等時間內的位移相等，
此時小車獲得的速度最大，要測量小車的最大速度，應選用紙帶的點跡均勻的部分段進行測量．
③根據勻速直線運動的位移公式x=vt得：v=

x

t

，所以：
v1=

0.2

0.2

m/s=1m/s，v2=

0.28

0.2

m/s=1.4m/s，v3=

0.3

0.2

m/s=1.5m/s，v4=

0.4

0.2

m/s=2m/s，v5=

0.45

0.2

m/s=2.25m/s；
所以：

v

2 1

=1，

v

2 2

=2，

v

2 3

=2.25，

v

2 4

=4，

v

2 5

=5.06；
④由動能定理可知，合外力做的功應等于物體動能的變化量，所以W與v²成正比，即
W_n∝v_n²，說明W_n與v_n²成正比．
故答案為：（1）CFEBAD；（2）①低壓交流電源，還需要刻度尺；②打點均勻；③1；1.4；1.5；2；2.25； 1；2；2.25；4；5.06；④W_n正比與v_n²．

點評：本題關鍵是結合探究功與速度變化關系的實驗原理進行分析，如本實驗中，明確小車的運動情況，先加速，再勻速，橡皮條做功完畢，速度最大，做勻速運動，故需要測量勻速階段的速度．