Question

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

他們的實(shí)驗(yàn)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(gè)速度傳感器（用來(lái)測(cè)量物體每次通過(guò)Q點(diǎn)的速度）。在剛開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)，有位同學(xué)提出，不需要測(cè)出物體質(zhì)量，只要測(cè)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(guò)討論采納了該同學(xué)的建議。

（1）本實(shí)驗(yàn)中不需要測(cè)量物體的質(zhì)量，理由是什么？

（2）讓小球分別從不同高度無(wú)初速釋入，測(cè)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(guò)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(shí)驗(yàn)中，木板與物體間摩擦力的大小會(huì)不會(huì)影響探究出的結(jié)果？ 。

Answer 1

【知識(shí)點(diǎn)】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(shí)驗(yàn)應(yīng)該控制質(zhì)量不變，質(zhì)量對(duì)于本實(shí)驗(yàn)(“探究做功和物體速度變化關(guān)系”)目的來(lái)是一個(gè)無(wú)關(guān)物理量，故無(wú)需測(cè)量質(zhì)量                  （2） A  （3）不會(huì)  解析：：（1）該實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的表達(dá)式為：W=△EK，

即mg（sinθ-μcosθ）•L=mv2，等號(hào)的兩邊都有m，可以約掉，故不需要測(cè)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(cuò)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(huì)影響探究的結(jié)果．

【思路點(diǎn)撥】（1）通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究“合外力做功和物體速度變化的關(guān)系”，即需要驗(yàn)證

mg（sinθ-μcosθ）•L= mv2，因此物體質(zhì)量可以約掉；（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列出數(shù)據(jù)表并描點(diǎn)作出L-v2圖象，從而找到位移與速度變化的關(guān)系；（3）在運(yùn)動(dòng)過(guò)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(huì)影響探究的結(jié)果．通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列表、描點(diǎn)、作圖從而探究出問(wèn)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．