Question

（一）如圖1所示，在“探究功與物體速度變化的關(guān)系”的實驗中，下列說法正確的是

BD

（A）為減小實驗誤差，長木板應(yīng)水平放置
（B）通過增加橡皮筋的條數(shù)可以使橡皮筋對小車做的功成整  數(shù)倍增加
（C）小車在橡皮筋拉力作用下做勻加速直線運動，當橡皮筋恢復原長后小車做勻速運動
（D）應(yīng)選擇紙帶上點距均勻的一段計算小車的速度
（二）某探究學習小組的同學欲驗證“動能定理”，他們在實驗室組裝了一套如圖2所示的裝置，另外他們還找到了打點計時器所用的學生電源、導線、復寫紙、紙帶、小木塊、細沙．當滑塊連接上紙帶，用細線通過滑輪掛上空的小沙桶時，釋放小桶，滑塊處于靜止狀態(tài)．若你是小組中的一位成員，要完成該項實驗，則：
（1）你認為還需要的實驗器材有

天平

、

刻度尺

．
（2）實驗時為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實驗條件是

沙和沙桶的總質(zhì)量遠小于滑塊的質(zhì)量，

，實驗時對木板放置要求是

傾斜平衡摩擦力

．
（3）在（2）的基礎(chǔ)上，某同學用天平稱量滑塊的質(zhì)量M．往沙桶中裝入適量的細沙，用天平稱出此時沙和沙桶的總質(zhì)量m．讓沙桶帶動滑塊加速運動，用打點計時器記錄其運動情況，在打點計時器打出的紙帶上取兩點，測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小v₁與v₂（v₁＜v₂）．則本實驗最終要驗證的數(shù)學表達式為

mgL=

1

2

M

v

2 2

-

1

2

M

v

2 1

（用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量）．

Answer 1

分析：在探究橡皮筋的拉力對小車所做的功與小車速度變化的關(guān)系的實驗中應(yīng)注意：n根相同橡皮筋對小車做的功就等于系一根橡皮筋時對小車做的功的n倍，這個設(shè)計很巧妙地解決了直接去測量力和計算功的困難；該實驗需要平衡摩擦力以保證動能的增量是只有橡皮筋做功而來；小車最大速度即為后來勻速運動的速度．

解答：解：（一）
A、為了保證小車的動能都是橡皮筋做功的結(jié)果，必須平衡摩擦力，長木板要適當?shù)膬A斜，故A錯誤；
B、該實驗中利用相同橡皮筋形變量相同時對小車做功相同，通過增加橡皮筋的條數(shù)可以使橡皮筋對小車做的功成整數(shù)倍增加，這個設(shè)計很巧妙地解決了直接去測量力和計算功的困難，故B正確；
C、橡皮筋伸長的長度在逐漸較小，所以彈力也在逐漸減小，小車作加速度減小的加速運動，在橡皮筋恢復原長后，小車受力平衡，將做勻速直線運動．故C錯誤；
D、當橡皮筋恢復原長時，小車合外力為零，做勻速運動，此時速度最大，因此此時速度即為小車最終獲得的速度，故D正確．
故選：BD．
（二）①實驗要驗證動能增加量和總功是否相等，故需要求出總功和動能，故還要天平和刻度尺；
故答案為：刻度尺、天平；
②沙和沙桶加速下滑，處于失重狀態(tài)，其對細線的拉力小于重力，設(shè)拉力為T，根據(jù)牛頓第二定律，有
對沙和沙桶，有 mg-T=ma
對小車，有 T=Ma
解得T=

M

M+m

g
當M＞＞m時，有T≈mg
小車下滑時受到重力、細線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應(yīng)該用重力的下滑分量來平衡摩擦力，故可以將長木板的一段墊高；
故答案為：沙和沙桶的總質(zhì)量遠小于滑塊的質(zhì)量，平衡摩擦；
③總功為：mgL
動能增加量為

1

2

Mv₂²-

1

2

Mv₁²
故答案為：mgL=

1

2

M

v

2 2

-

1

2

M

v

2 1

點評：此題的關(guān)鍵是熟悉橡皮筋拉小車探究做功與物體速度變化的關(guān)系實驗步驟細節(jié)和原理，知道平衡摩擦力．