Question

某興趣小組在做“探究做功和物體速度變化關(guān)系”的實驗前，提出了以下幾種猜想：①W∝v，②W∝v2，③W∝……。

他們的實驗裝置如圖甲所示，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點的速度）。在剛開始實驗時，有位同學提出，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的建議。

（1）本實驗中不需要測量物體的質(zhì)量，理由是什么？

（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v1、v2、v3、v4……，并繪制了如圖乙所示的L – v圖象。根據(jù)繪制出的L – v圖象，若為了更直觀地看出L和v的變化關(guān)系，他們下一步應(yīng)該作出 。

A．L – v2圖象 B．圖象 C．圖象 D．圖象

（3）本實驗中，木板與物體間摩擦力的大小會不會影響探究出的結(jié)果？ 。

Answer 1

【知識點】探究功與速度變化的關(guān)系．E4

【答案解析】 （1）根據(jù)控制變量思想，本實驗應(yīng)該控制質(zhì)量不變，質(zhì)量對于本實驗(“探究做功和物體速度變化關(guān)系”)目的來是一個無關(guān)物理量，故無需測量質(zhì)量                  （2） A  （3）不會  解析：：（1）該實驗需要驗證的表達式為：W=△EK，

即mg（sinθ-μcosθ）•L=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，故A正確，BCD錯誤．
（3）由W=mg（sinθ-μcosθ）•L，可知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．

【思路點撥】（1）通過實驗來探究“合外力做功和物體速度變化的關(guān)系”，即需要驗證

mg（sinθ-μcosθ）•L= mv2，因此物體質(zhì)量可以約掉；（2）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)列出數(shù)據(jù)表并描點作出L-v2圖象，從而找到位移與速度變化的關(guān)系；（3）在運動過程中，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．因此在實驗中物體與木板間的摩擦力不會影響探究的結(jié)果．通過實驗數(shù)據(jù)列表、描點、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．