Question

某学习小组做探究“合力做的功和物体速度变化的关系”的实验，如图所示，图中小车是在一条橡皮筋的作用下

某学习小组做探究“合力做的功和物体速度变化的关系”的实验，如图所示，图中小车是在一条橡皮筋的作用下弹出，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、…、n条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、…、第n次实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致．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）木板倾斜的目的是为了______．（3）若木板水平放置，小车在两条橡皮筋的作用下运动，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．小车已过两个铁钉的连线（4）在该实验中，下列叙述正确的是______A．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值B．实验中，橡皮筋第二次的伸长长度是第一次伸长长度的二倍C．实验中长木板表面应该尽量光滑且水平放置D．每次实验都必须先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出．

Answer 1

（1）打点计时器使用的是交流电源．
（2）小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，故可以将长木板的一段垫高平衡小车所受的摩擦力，让物块重力沿斜面的分力与摩擦力平衡，即mgsinθ=μmgcosθ．
（3）平衡摩擦力后，橡皮筋的拉力等于合力，橡皮条做功完毕，小车的速度最大，若不进行平衡摩擦力操作，则当橡皮筋的拉力等于摩擦力时，速度最大，本题中木板水平放置，显然没有进行平衡摩擦力的操作，因此当小车的速度最大时，橡皮筋仍处于伸长状态，故ACD错误，B正确．
故选：B．
（4）AB、当橡皮筋伸长量按倍数增加时，功并不简单地按倍数增加，变力功一时无法确切测算．因此我们要设法回避求变力做功的具体数值，用一根橡皮筋做功记为W，每次实验中，橡皮筋拉伸的长度必需保持一致，故用两根橡皮筋做功记为2W，用三根橡皮筋做功记为3W…，从而回避直接求功的这种困难．故BC错误；
C、本实验要探究合力做的功与速度变化的关系，并且用橡皮条做的功代替总功，故必须保证橡皮条的拉力等于小车所受的合力，由于摩擦不能忽略，所以应该将长木板一端适当垫高以平衡摩擦力，故C错误；
D、在中学阶段，用打点计时器测量时间时，为有效利用纸带，总是先接通电源后释放纸带，故D正确；
故选：D．
故答案为：（1）交流；（2）平衡摩擦力；（3）B；（4）D．