Question

用如圖所示的裝置，探究功與物體速度變化的關系．實驗時，先適當墊高木板，然后由靜止釋放小車，小車在橡皮條彈力的作用下被彈出，沿木板滑行．小車滑行過程中通過打點計器的紙帶，記錄其運動規律．觀察發現紙帶前面部分點跡疏密不勻，后面部分點跡均勻分布，回答下列問題：
（1）實驗前適當墊高木板是為了

平衡摩擦阻力

（2）在用做“探究功與速度關系”的實驗時，下列說法正確的是

A

．
A．通過控制橡皮筋的伸長量不變，改變橡皮筋條數來分析拉力做功的數值
B．通過改變橡皮筋的長度來改變拉力做功的數值
C．實驗過程中木板適當墊高就行，沒有必要反復調整
D．通過打點計時器打下的紙帶來測定小車加速過程中獲得的平均速度即可
（3）實驗結束后利用所得的數據，畫出的正確圖象應該是下圖中的圖

乙

．

Answer 1

分析：1、解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數據處理以及注意事項．
2、橡皮條的拉力為變力，其做功的具體的數值不好測量，可以把1根橡皮條做的功記為W，則2根橡皮條做的功記為2W，3根橡皮條做的功記為3W…，通過研究紙帶測量小車的速度．
3、根據W與v，W與v²的關系圖線，結合數學知識中的冪函數的圖象特點得到結論．

解答：解：（1）將不帶滑輪的木板一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動，以使小車的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小車的合力就是繩子的拉力．
（2）A、橡皮筋拉小車時的作用力是變力，我們不能求變力做功問題，但選用相同的橡皮筋，且伸長量都一樣時，橡皮條數的關系就是做功多少的關系，因此用不同條數的橡皮筋且拉到相同的長度，這樣橡皮筋對小車做的功才有倍數關系，故A正確；
B、橡皮筋拉小車時的作用力是變力，我們不能根據公式W=FL求變力做功問題，因此實驗中并非通過改變橡皮筋的長度改變拉力做功的數值，故B錯誤；
C、實驗過程中木板適當墊高就行，反復調整使得小車沿木板向下的重力與摩擦力平衡才行，故C錯誤．
D、橡皮條做功完畢，速度最大，通過研究紙帶，得到小車的最大速度，故D錯誤．
故選：A．
（3）根據甲圖，得到W=axⁿ，式子中a為常系數，n為指數；當n=1時，圖線為直線；當n＜1時，圖線向下彎曲；當n＞1時，圖線向上彎曲；
甲圖圖線向上彎曲，故表達式W=avⁿ中n為大于1的任意數值，而乙圖中，W與v²成正比．故乙圖正確．
故答案為：（1）平衡摩擦阻力；（2）A；（3）乙．

點評：本題關鍵是涉及到功的測量方法和用圖想法分析實驗數據，通過改變橡皮條的條數巧妙地使總功整數倍地增加，同時要明確正比圖線是通過坐標原點的直線．