Question

8．現(xiàn)有以下器材：小球、光滑弧形軌道、刻度尺、鉛筆、白紙、復(fù)寫紙、鐵架臺(tái)、重錘等．
（1）請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)探究合外力的功與物體速度的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)方案．
①如圖所示，固定好軌道，讓其末端保持水平；
②讓小球從軌道的某一高度h處由靜止?jié)L下，最后落在置于水平面上的白紙及復(fù)寫紙上；
③記下小球釋放點(diǎn)及最后落點(diǎn)的位置，用刻度尺測出釋放點(diǎn)的高度h及落點(diǎn)P到O點(diǎn)的距離x；
④多次改變小球的釋放點(diǎn)位置，記錄并測量每次的h、x的值．
（2）說明探究合外力做功與速度關(guān)系的方法．①由小球的落點(diǎn)P到O點(diǎn)的距離可求得平拋的初速度v=，由下落的高度h可求沿軌道運(yùn)動(dòng)中合力（重力）的功W=mgh，t一定，mg一定，所以h與x的關(guān)系反映了W與v的關(guān)系；
②在坐標(biāo)紙上建立h-x坐標(biāo)系，描出一系列點(diǎn)；
③用平滑的曲線連接各個(gè)點(diǎn)；
④可嘗試畫出h-x²、h-x³或h-圖線，探究功與速度的關(guān)系．．

Answer 1

分析 可以通過平拋運(yùn)動(dòng)來探究合外力的功與物體速度的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，需測量釋放點(diǎn)的高度h及落點(diǎn)P到O點(diǎn)的距離x，運(yùn)用平拋運(yùn)動(dòng)基本公式求出平拋運(yùn)動(dòng)的初速度，根據(jù)描點(diǎn)法作出h與x的關(guān)系圖分析即可．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)方案：
①如圖所示，固定好軌道，讓其末端保持水平；
②讓小球從軌道的某一高度h處由靜止?jié)L下，最后落在置于水平面上的白紙及復(fù)寫紙上；
③記下小球釋放點(diǎn)及最后落點(diǎn)的位置，用刻度尺測出釋放點(diǎn)的高度h及落點(diǎn)P到O點(diǎn)的距離x；
④多次改變小球的釋放點(diǎn)位置，記錄并測量每次的h、x的值．
（2）探究方法：
①由小球的落點(diǎn)P到O點(diǎn)的距離可求得平拋的初速度v，由下落的高度h可求沿軌道運(yùn)動(dòng)中合力（重力）的功W=mgh，t一定，mg一定，所以h與x的關(guān)系反映了W與v的關(guān)系；
②在坐標(biāo)紙上建立h-x坐標(biāo)系，描出一系列點(diǎn)；
③用平滑的曲線連接各個(gè)點(diǎn)；
④可嘗試畫出h-x²、h-x³或h-圖線，探究功與速度的關(guān)系．
故答案為：（1）①如圖所示，固定好軌道，讓其末端保持水平；
②讓小球從軌道的某一高度h處由靜止?jié)L下，最后落在置于水平面上的白紙及復(fù)寫紙上；
③記下小球釋放點(diǎn)及最后落點(diǎn)的位置，用刻度尺測出釋放點(diǎn)的高度h及落點(diǎn)P到O點(diǎn)的距離x；
④多次改變小球的釋放點(diǎn)位置，記錄并測量每次的h、x的值．
（2）①由小球的落點(diǎn)P到O點(diǎn)的距離可求得平拋的初速度v=，由下落的高度h可求沿軌道運(yùn)動(dòng)中合力（重力）的功W=mgh，t一定，mg一定，所以h與x的關(guān)系反映了W與v的關(guān)系；
②在坐標(biāo)紙上建立h-x坐標(biāo)系，描出一系列點(diǎn)；
③用平滑的曲線連接各個(gè)點(diǎn)；
④可嘗試畫出h-x²、h-x³或h-圖線，探究功與速度的關(guān)系．

點(diǎn)評 本題是實(shí)驗(yàn)探究題，要求同學(xué)們自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，對學(xué)生的要求較高，同學(xué)們可以從熟悉的特殊運(yùn)動(dòng)著手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，難度適中．