Question

11．在“探究功與速度變化的關(guān)系”實驗中，采用如圖甲所示裝置，水平正方形桌面距離地面高度為h，將橡皮筋的兩端固定在桌子邊緣上的兩點，將小球置于橡皮筋的中點，向左移動距離s，使橡皮筋產(chǎn)生形變，由靜止釋放后，小球飛離桌面，測得其平拋的水平射程為L．改變橡皮筋的條數(shù)，重復(fù)實驗．

（1）實驗中，小球每次釋放的位置到桌子邊緣的距離s應(yīng)相同（不同、相同、隨意）
（2）取橡皮筋對小球做功W為縱坐標(biāo)，為了在坐標(biāo)系中描點得到一條直線，如圖乙所示，應(yīng)選L²為橫坐標(biāo)（選L或L²）．若真線與縱軸的截距為b，斜率為k，可求小球與桌面間的動摩擦因數(shù)為$\frac{4kh}$（使用題中所給符號表示）．

Answer 1

分析 （1）保證每根橡皮條的形變量相等，球每次釋放的位置到桌子邊緣的距離s要相同；
（2）小球拋出后做平拋運動，根據(jù)平拋運動基本公式求出平拋的初速度，再根據(jù)動能定理列式求解即可．

解答 解：（1）小球每次釋放的位置到桌子邊緣的距離s要相同，這樣保證每根橡皮條的形變量相等，則每根彈簧彈力做的功相等，
（2）小球拋出后做平拋運動，根據(jù)h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$，解得：t=$\sqrt{\frac{2h}{g}}$，則初速度$v=\frac{L}{t}=L\sqrt{\frac{g}{2h}}$，
根據(jù)動能定理得：W-μmgs=$\frac{1}{2}m{v}^{2}=\frac{1}{2}m\frac{g}{2h}{L}^{2}$，
則W=$\frac{1}{2}m\frac{g}{2h}{L}^{2}$+μmgs
所以應(yīng)選L²為橫坐標(biāo)，斜率k=$\frac{1}{2}m\frac{g}{2h}$，b=μmgs
解得：μ=$\frac{4kh}$
故答案為：（1）相同；（2）L²；$\frac{4kh}$

點評 本實驗比較新穎，不是常規(guī)方法研究，但實驗原理是一樣的，要使每根彈簧彈力做的功相等，則要保證小球每次釋放的位置到桌子邊緣的距離相同．