Question

10．在做“探究做功和物體速度變化關(guān)系”的實(shí)驗前，某探究小組的同學(xué)們通過討論提出了以下幾種猜想：①W∝υ，②W∝υ²，③W∝$\sqrt{υ}$，…．
為了驗證猜想，他們設(shè)計了如圖甲所示的實(shí)驗裝置．PQ為一塊傾斜放置的木板，在Q處固定一個速度傳感器（用來測量物體每次通過Q點(diǎn)的速度）．在剛開始實(shí)驗時，有位同學(xué)提出，不需要測出物體質(zhì)量，只要測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)過討論采納了該同學(xué)的建議．
（1）本實(shí)驗中不需要測量物體的質(zhì)量，理由是什么？若只有重力做功，則：mgLsinθ=$\frac{1}{2}$mv²，等號的兩邊都有m，可以約掉，故不需要測出物體的質(zhì)量：
（2）讓小球分別從不同高度無初速釋入，測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)驗中，木板與物體間摩擦力的大小會不會影響探究出的結(jié)果？不會．

Answer 1

分析 （1）通過實(shí)驗來探究“合外力做功和物體速度變化的關(guān)系”，根據(jù)實(shí)驗原理可知，物體質(zhì)量可以約掉；
（2）根據(jù)實(shí)驗數(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)動過程中，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)驗中物體與木板間的摩擦力不會影響探究的結(jié)果．

解答 解：（1）若只有重力做功，則：mgLsinθ=$\frac{1}{2}$mv²，等號的兩邊都有m，可以約掉，故不需要測出物體的質(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，等號的兩邊都有m，可以約掉，故不需要測出物體的質(zhì)量．
（2）D  
（3）不會

點(diǎn)評 通過實(shí)驗數(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．