Question

10．在做“探究做功和物體速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)前，某探究小組的同學(xué)們通過(guò)討論提出了以下幾種猜想：①W∝υ，②W∝υ²，③W∝$\sqrt{υ}$，…．
為了驗(yàn)證猜想，他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置．PQ為一塊傾斜放置的木板，在Q處固定一個(gè)速度傳感器（用來(lái)測(cè)量物體每次通過(guò)Q點(diǎn)的速度）．在剛開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，有位同學(xué)提出，不需要測(cè)出物體質(zhì)量，只要測(cè)出物體從初始位置到速度傳感器的距離和讀出速度傳感器的示數(shù)就行了，大家經(jīng)過(guò)討論采納了該同學(xué)的建議．
（1）本實(shí)驗(yàn)中不需要測(cè)量物體的質(zhì)量，理由是什么？若只有重力做功，則：mgLsinθ=$\frac{1}{2}$mv²，等號(hào)的兩邊都有m，可以約掉，故不需要測(cè)出物體的質(zhì)量：
（2）讓小球分別從不同高度無(wú)初速釋入，測(cè)出物體從初位置到速度傳感器的距離L₁、L₂、L₃、L₄…，讀出小球每次通過(guò)速度傳感器Q的速度υ₁、υ₂、υ₃、υ₄…，并繪制了如圖乙所示的L-υ圖象．根據(jù)繪制出的L-υ圖象，若為了更直觀地看出L和υ的變化關(guān)系，他們下一步應(yīng)該作出D．
A．L-$\frac{1}{υ}$圖象    B．L-$\frac{1}{{\sqrt{υ}}}$圖象   C．L-$\sqrt{υ}$圖象    D．L-υ²圖象
（3）本實(shí)驗(yàn)中，木板與物體間摩擦力的大小會(huì)不會(huì)影響探究出的結(jié)果？不會(huì)．

Answer 1

分析 （1）通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究“合外力做功和物體速度變化的關(guān)系”，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，物體質(zhì)量可以約掉；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列出數(shù)據(jù)表并描點(diǎn)作出L-v²圖象，從而找到位移與速度變化的關(guān)系；
（3）在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由于物體受力是恒定的，所以得出合外力做功與物體速度變化的關(guān)系．因此在實(shí)驗(yàn)中物體與木板間的摩擦力不會(huì)影響探究的結(jié)果．

解答 解：（1）若只有重力做功，則：mgLsinθ=$\frac{1}{2}$mv²，等號(hào)的兩邊都有m，可以約掉，故不需要測(cè)出物體的質(zhì)量．
（2）采用表格方法記錄數(shù)據(jù)，合理繪制的L-v圖象是曲線，不能得出結(jié)論W∝v²．為了更直觀地看出L和v的變化關(guān)系，應(yīng)該繪制L-v²圖象．
（3）重力和摩擦力的總功W也與距離L成正比，因此不會(huì)影響探究的結(jié)果．
故答案為：（1）若只有重力做功，則：mgLsinθ=$\frac{1}{2}$mv²，等號(hào)的兩邊都有m，可以約掉，故不需要測(cè)出物體的質(zhì)量．
（2）D  
（3）不會(huì)

點(diǎn)評(píng) 通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列表、描點(diǎn)、作圖從而探究出問題的結(jié)論．值得注意的是：由于合外力恒定，因此合外力做的功與發(fā)生的位移是成正比．故可先探究位移與速度變化有何關(guān)系．