Question

如图（甲）所示的实验装置，可用于探究力对静止物体做功与物体获得速度的关系。

（1）实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，下面操作正确的是          。

A．放开小车，小车能够自由下滑即可

B．放开小车，小车能够匀速下滑即可

C．放开拖着纸带的小车，小车能够自由下滑即可

D．放开拖着纸带的小车，小车能够匀速下滑即可

（2）关于本实验中橡皮筋做功，下列说法正确的是       。

A．橡皮筋做的功可以直接测量

B．通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加

C．橡皮筋在小车运动的全程中始终做功

D．通过把橡皮筋拉伸为第一次的两倍，来实现橡皮筋做功也增加为原来的两倍

（3）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

(4)橡皮筋对小车做功后使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出。根据第四次的纸带(如图所示)求得小车获得的最大速度为________m/s。

Answer

（1）D； （2）B； （3）BD； （4）2m/s

【解析】试题分析：（1）小车受到重力、支持力、摩擦力和细线的拉力，要使拉力等于合力，必须使重力的下滑分量平衡摩擦力，而摩擦力包括纸带受到的摩擦和长木板的摩擦；故选D。

（2）橡皮筋的拉力是一个变力，我们无法用W=Fx进行计算．故A错误；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，可以用一根橡皮筋做功记为W，用两根橡皮筋做功记为2W，用三根橡皮筋做功记为3W…，从而回避了直接求功的困难．故B正确；小车在橡皮条的拉力作用下先加速运动，当橡皮条恢复原长时，小车由于惯性继续前进，做匀速运动．C错误；橡皮筋的拉力是一个变力，我们无法用W=Fx进行计算，x变为原来的2倍，Fx比原来的两倍要大．D错误；故选B。

（3）小车速度最大时，加速度为零，受平衡力作用，因为平衡没有摩擦力，所以此时弹簧的弹力与摩擦力平衡，弹簧处于拉伸状态，B正确；因为没有恢复原长，所以小车每过两个铁钉的连线，D正确；故选BD。

（4）速度最大时，是橡皮筋做功完毕后，达到最大速度，由图可得：

考点：探究力对静止物体做功与物体获得速度的关系。

【名师点睛】本题考查动能定理，首先要使装置中橡皮筋对小车的拉力为小车所受的合力，因此设计了平衡阻力的办法，将木板一端垫高，形成斜面，让重力的下滑分力与阻力平衡；第二个要点是橡皮筋对小车所做变力功的处理，采取成倍数增加，避免了求变力功的计算。