Question

3．某興趣小組在做“探究動能定理”的實(shí)驗(yàn)前，提出了以下幾種猜想：：①W∝v，②W∝v²，③W∝v³．他們的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，PQ為一塊傾斜放置的木板，在Q處固定一個速度傳感器，物體從斜面上某處由靜止釋放，物塊到達(dá)Q點(diǎn)的速度大小由速度傳感器測得．為探究動能定理，本實(shí)驗(yàn)還需測量的物理量是物塊初始位置到測速器的距離L；根據(jù)實(shí)驗(yàn)所測數(shù)據(jù)，為了直觀地通過圖象得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論，應(yīng)繪制L-v²圖象．

Answer 1

分析 通過實(shí)驗(yàn)來探究“合外力做功和物體速度變化的關(guān)系”．每次實(shí)驗(yàn)物體從不同初位置處靜止釋放，量出初位置到速度傳感器的位移、讀出物體到傳感器位置的速度．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列出數(shù)據(jù)表并描點(diǎn)作出圖象，從而找到位移與速度變化的關(guān)系，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(yàn)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）設(shè)斜面傾角為θ，根據(jù)動能定理有：mgLsinθ-μmgLcosθ=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$，則$（gsinθ-μgcosθ）L=\frac{1}{2}{v}^{2}$，g、θ、μ都固定不變，所以需要測量物塊初始位置到測速器的距離L，
（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．
故答案為：物塊初始位置到測速器的距離L；L-v²

點(diǎn)評 通過實(shí)驗(yàn)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．