◎ 题目

某探究小组设计了如下的探究橡皮筋的弹性势能与拉长量之间关系的实验：将一块长放在桌面上调至水平，橡皮筋一端固定在墙上，另一端被静止的小车拉长d，小车释放后沿长木板运动，带动穿过打点计时器的纸带，如图1所示．打点计时器电源频率为50Hz，小车质量为0.2kg，实验进行了三组，各次小车由静止开始运动的位置不同（即橡皮筋的拉长量d不同），分别打出纸带，选择了三种类型的纸带如图2所示（图中最下面的是直尺）． （1）根据纸带数据完成以下表格，其中Vmax为小车橡皮筋拉动的最大速度： 实验序号 1 2 3 dn（cm） 5 10 20 Vmax（m/s） ______ ______ ______ （2）橡皮筋的弹性势能Ep与橡皮筋拉长量d之间的函数关系式是Ep=______． （3）要减少实验误差，该设计可改进的措施是______．

◎ 答案

（1）对于第1组：由刻度尺读出小车匀速运动的位移为x=32.0cm-12.0cm=20.0cm=0.2m，所用时间为t=5×0.02s=0.1s，则最大速度vmax= x t =2.00m/s； 同理得到，第2组最大速度为4.00m/s，第3组最大速度为8.00m/s； （2）根据系统的机械能守恒得：Ep= 1 2 m v 2max ，Ep与vmax平方成正比．由表格看出，vmax与d成正比，则得Ep与d2成正比，设比例系数为k，则有Ep=kd2． 根据第1组数据得：Ep= 1 2 m v 2max = 1 2 ×0.2×22J=0.4J，则k= Ep d2 = 0.4 (5×10-2)2 =160，则得Ep=160d2． （3）实验中小车会受到摩擦力作用，系统的机械能不守恒，为减小摩擦力影响，应平衡摩擦力，做法是：实验前应将木板左端垫高些，直到小车不受拉力时能沿木板匀速运动． 故答案为： （1）2.00，4.00，8.00 （2）Ep=160d2． （3）实验前应将木板左端垫高些，直到小车不受拉力时能沿木板匀速运动．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“某探究小组设计了如下的探究橡皮筋的弹性势能与拉长量之间关系的实验：将一块长放在桌面上调至水平，橡皮筋一端固定在墙上，另一端被静止的小车拉长d，小车释放后沿长木板运动…”主要考查了你对  【弹性势能】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。