Question

1．在“探究功與物體速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，某實(shí)驗(yàn)研究小組的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示．木塊從A點(diǎn)靜止釋放后，在一根彈簧作用下彈出，沿足夠長(zhǎng)的木板運(yùn)動(dòng)到B₁點(diǎn)停下，O點(diǎn)為彈簧原長(zhǎng)時(shí)所處的位置，測(cè)得OB₁的距離為L(zhǎng)₁，并記錄此過(guò)程中彈簧對(duì)木塊做的功為W₁．用完全相同的彈簧2根、3根…并列在一起都使木塊由A點(diǎn)靜止釋放，進(jìn)行第2次、第3次…實(shí)驗(yàn)并記錄相應(yīng)的數(shù)據(jù)，作出彈簧對(duì)木塊做功W與木塊停下的位置距O點(diǎn)的距離L的圖象如圖乙所示．
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）W-L圖線為什么不通過(guò)原點(diǎn)？由于木塊通過(guò)AO段時(shí)，摩擦力對(duì)木塊做了功或W不為總功．．
（2）彈簧被壓縮的長(zhǎng)度L_OA=3cm．

Answer 1

分析 根據(jù)動(dòng)能定理找出L與${{v}_{0}}^{2}$的關(guān)系，然后結(jié)合圖象W-L的關(guān)系找出W與${{v}_{0}}^{2}$的關(guān)系，結(jié)合數(shù)學(xué)解析式判斷圖象中斜率為摩擦力大小、截距等于OA段摩擦力做的功．

解答 解：木塊在平衡位置處獲得最大速度，之后與彈簧分離，在摩擦力作用下運(yùn)動(dòng)到B位置停下，由O到B根據(jù)動(dòng)能定理：-fL=0-$\frac{1}{2}$mv₀²，故L∝${{v}_{0}}^{2}$；
對(duì)全過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理有：W-fL_OA-fL=0，即W=fL+fL_OA結(jié)合數(shù)學(xué)解析式判斷圖象中斜率為摩擦力大小、截距等于OA段摩擦力做的功．
 （1）根據(jù)動(dòng)能定理全過(guò)程的表達(dá)式，所以W-L圖線不通過(guò)原點(diǎn)，是因?yàn)槲从?jì)木塊通過(guò)AO段時(shí)，摩擦力對(duì)木塊所做的功．
（2）圖中W軸上的斜率等于摩擦力大小，即f=$\frac{100}{9}$N，截距等于摩擦力做的功$\frac{1}{3}$J，則L_OA=$\frac{\frac{1}{3}}{\frac{100}{9}}$=0.03m=3cm
故答案為：（1）由于木塊通過(guò)AO段時(shí)，摩擦力對(duì)木塊做了功或W不為總功．（2）3

點(diǎn)評(píng) 本題考查了創(chuàng)新方法探究功與速度的關(guān)系，關(guān)鍵是列出兩個(gè)動(dòng)能定理方程然后結(jié)合數(shù)學(xué)函數(shù)進(jìn)行分析出截距與斜率的物理意義，有些難度．