Question

某興趣小組在做“探究做功和物體速度變化關系”的實驗前，提出了以下幾種猜想：①W∝v，②W∝v²，③W∝

v

．他們的實驗裝置如圖甲所示，PQ為一塊傾斜放置的木板，在Q處固定一個速度傳感器（用來測量物體每次通過Q點的速度）．在剛開始實驗時，有位同學提出，不需要測出物體質量，只要測出物體初始位置到速度傳感器的距離和讀出速度傳感器的讀數(shù)就行了，大家經過討論采納了該同學的建議．
（1）某同學認為該實驗中必須測出物體的質量．你認為

無所謂

（填“必須的”或“無所謂”）
（2）讓小球分別從不同高度無初速釋放，測出物體初始位置到速度傳感器的距離L₁、L₂、L₃、L₄…，讀出小球每次通過Q點的速度v₁、v₂、v₃、v₄、…，作出L-v圖象如圖乙，你認為要找到L與v之間更為直觀的關系，應該繪制

L-v²

圖象．
（3）在此實驗中，木板與物體間摩擦力的大小不會影響探究出的結果，原因是

重力和摩擦力的總功W也與距離L成正比

．

Answer 1

分析：（1）通過實驗來探究“合外力做功和物體速度變化的關系”，根據(jù)實驗原理可知，物體質量可以約掉；
（2）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)列出數(shù)據(jù)表并描點作出L-v²圖象，從而找到位移與速度變化的關系；
（3）在運動過程中，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系．因此在實驗中物體與木板間的摩擦力不會影響探究的結果．

解答：解：（1）若只有重力做功，則：mgLsinθ=

1

2

mv2，等號的兩邊都有m，可以約掉，故不需要測出物體的質量．用牛頓第二定律求解，也能得出相同的結論．
故答案為：無所謂．
（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，不能得出結論W∝v²．為了更直觀地看出L和v的變化關系，應該繪制L-v²圖象．
故答案為：L-v²．
（3）重力和摩擦力的總功W也與距離L成正比，因此不會影響探究的結果．
故答案為：重力和摩擦力的總功W也與距離L成正比．

點評：通過實驗數(shù)據(jù)列表、描點、作圖從而探究出問題的結論．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系．