问题 问答题

某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验,如图,图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行,这时,橡皮筋对小车做的功记为W.当用2条、3条…,完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时,每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放.每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出.

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

(2)若木板水平放置,小车在两条橡皮筋作用下运动,当小车速度最大时,关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置,下列说法正确的是______:

A.橡皮筋处于原长状态                    B.橡皮筋仍处于伸长状态

C.小车在两个铁钉的连线处                D.小车未过两个铁钉的连线

(3)在正确操作情况下,打在纸带上的点,并不都是均匀的,为了测量小车获得的速度,应选用纸带的______部分进行测量;

(4)下面是本实验的数据记录表,

物理量数据次数橡皮筋

做功

10个间隔距离

x(m)

10个间隔时间

T(s)

小车获得速度

vn(m/s)

小车速度的平方vn2(m/s)2
1W0.28800.21.442.07
22W0.41760.22.094.36
33W0.48960.22.455.99
44W0.59040.22.958.71
55W0.64800.23.2410.50
从理论上讲,橡皮筋做的功Wn和物体速度vn变化的关系应是Wn∝______.请运用表中测定的数据在上图所示的坐标系中作出相应的图象,验证理论的正确性.

答案

(1)打点计时器打点周期等于交流电的周期;

故选A. 

(2)若木板水平放置,对小车受力分析可知,小车速度最大时小车受到的合力应为零,

即小车受到的橡皮筋拉力与摩擦力相等,橡皮筋应处于伸长状态;小车在两个铁钉的连线的左侧,故ACD错误,B正确.

(3)要测量最大速度,应该选用点迹恒定的部分;

故答案为:GK.

(4))根据动能定理可知,合外力做的功应等于物体动能的变化量,所以W与v2成正比,即

Wn∝vn2,用描点法作出图象如图所示:

故答案为:(1)交流;(2)A(3)GK;(4)

v2n
,如图所示.

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