Question

12．
某兴趣小组准备探究“合外力做功和物体速度变化的关系”，实验前组员们对初速为O的物体提出了以下几种猜想：
①W∝v；②W∝v²；③W∝$\sqrt{v}$为了验证猜想，他们设计了如图甲所示的实验装置．PQ为一块倾斜放置的木板，在Q处固定一个光电计时器（用来测量物体上的遮光片通过光电门时的挡光时间）．
（1）如果物体上的遮光片宽度为d，某次物体通过光电计时器挡光时间为△t，则物体通过光电计时器时的速度v=$\frac{d}{△t}$
（2）实验过程中，让物体分别从不同高度无初速释放，测出物体初始位置到光电计时器的距离L₁、L₂、L₃、L₄…，读出物体每次通过光电计时器的挡光时间，从而 计算出物体通过光电计时器时的速度v₁、v₂、v₃、v₄…，并绘制了如图乙所示的L-v图象．为了更直观地看出L和v的变化关系，他们下一步应该作出A：
A．L-v²图象B．L-$\sqrt{v}$图象C．L-$\frac{1}{v}$图象D．L-$\frac{1}{\sqrt{v}}$图象
（3）实验中，物体与木板间摩擦力不会（选填“会”或“不会”）影响探究的结果．

Answer 1

分析 通过实验来探究“合外力做功和物体速度变化的关系”．每次实验物体从不同初位置处静止释放，量出初位置到速度传感器的位移、读出物体到传感器位置的速度．根据实验数据列出数据表并描点作出图象，从而找到位移与速度变化的关系，在运动过程中，由于物体受力是恒定的，所以得出合外力做功与物体速度变化的关系．因此在实验中物体与木板间的摩擦力不会影响探究的结果．

解答 解：（1）物体上的遮光片宽度为d，某次物体通过光电计时器挡光时间为△t，则物体通过光电计时器时的速度：v=$\frac{d}{△t}$；
（2）采用表格方法记录数据，合理绘制的L-v图象是曲线，不能得出结论W∝v²．为了更直观地看出L和v的变化关系，应该绘制L-v²图象，故选：A；
（3）重力和摩擦力的总功W也与距离L成正比，因此不会影响探究的结果．
故答案为：（1）$\frac{d}{△t}$；（2）A；（3）不会．

点评 过实验数据列表、描点、作图从而探究出问题的结论．值得注意的是：由于合外力恒定，因此合外力做的功与发生的位移是成正比．故可先探究位移与速度变化有何关系．