Question

8．現(xiàn)有以下器材：小球、光滑弧形軌道、刻度尺、鉛筆、白紙、復寫紙、鐵架臺、重錘等．
（1）請設計一個探究合外力的功與物體速度的關系的實驗方案．
①如圖所示，固定好軌道，讓其末端保持水平；
②讓小球從軌道的某一高度h處由靜止?jié)L下，最后落在置于水平面上的白紙及復寫紙上；
③記下小球釋放點及最后落點的位置，用刻度尺測出釋放點的高度h及落點P到O點的距離x；
④多次改變小球的釋放點位置，記錄并測量每次的h、x的值．
（2）說明探究合外力做功與速度關系的方法．①由小球的落點P到O點的距離可求得平拋的初速度v=，由下落的高度h可求沿軌道運動中合力（重力）的功W=mgh，t一定，mg一定，所以h與x的關系反映了W與v的關系；
②在坐標紙上建立h-x坐標系，描出一系列點；
③用平滑的曲線連接各個點；
④可嘗試畫出h-x²、h-x³或h-圖線，探究功與速度的關系．．

Answer 1

分析 可以通過平拋運動來探究合外力的功與物體速度的關系的實驗，需測量釋放點的高度h及落點P到O點的距離x，運用平拋運動基本公式求出平拋運動的初速度，根據(jù)描點法作出h與x的關系圖分析即可．

解答 解：（1）實驗方案：
①如圖所示，固定好軌道，讓其末端保持水平；
②讓小球從軌道的某一高度h處由靜止?jié)L下，最后落在置于水平面上的白紙及復寫紙上；
③記下小球釋放點及最后落點的位置，用刻度尺測出釋放點的高度h及落點P到O點的距離x；
④多次改變小球的釋放點位置，記錄并測量每次的h、x的值．
（2）探究方法：
①由小球的落點P到O點的距離可求得平拋的初速度v，由下落的高度h可求沿軌道運動中合力（重力）的功W=mgh，t一定，mg一定，所以h與x的關系反映了W與v的關系；
②在坐標紙上建立h-x坐標系，描出一系列點；
③用平滑的曲線連接各個點；
④可嘗試畫出h-x²、h-x³或h-圖線，探究功與速度的關系．
故答案為：（1）①如圖所示，固定好軌道，讓其末端保持水平；
②讓小球從軌道的某一高度h處由靜止?jié)L下，最后落在置于水平面上的白紙及復寫紙上；
③記下小球釋放點及最后落點的位置，用刻度尺測出釋放點的高度h及落點P到O點的距離x；
④多次改變小球的釋放點位置，記錄并測量每次的h、x的值．
（2）①由小球的落點P到O點的距離可求得平拋的初速度v=，由下落的高度h可求沿軌道運動中合力（重力）的功W=mgh，t一定，mg一定，所以h與x的關系反映了W與v的關系；
②在坐標紙上建立h-x坐標系，描出一系列點；
③用平滑的曲線連接各個點；
④可嘗試畫出h-x²、h-x³或h-圖線，探究功與速度的關系．

點評 本題是實驗探究題，要求同學們自己設計實驗進行探究，對學生的要求較高，同學們可以從熟悉的特殊運動著手設計實驗方案，難度適中．