Question

9．某同学利用如图所示的装置探究功与速度变化的关系．
（1）为求出小物块抛出时的动能，需要测量下列物理量中的ADE（填写选项前的字母序号）．
A．小物块的质量m
B．橡皮筋的原长x
C．橡皮筋的伸长量△x
D．桌面到地面的高度h
E．小物块抛出点到落地点的水平距离L
（2）实验时在钉子上分别套上1条、2条、3条…同样的橡皮筋，使每次橡皮筋拉伸的长度都保持一致，橡皮筋对小物块做功分别记为W₁、W₂、W₃、…，小物块抛出点到落地点的水平距离分别记为L₁、L₂、L₃、…．在进行数据处理时，若功与速度的平方成正比，则应以W为纵坐标、L²为横坐标作图，才能得到一条直线．

Answer 1

分析 小球离开桌面后做平抛运动，根据桌面到地面的高度，可计算出平抛运动的时间，再根据小物块抛出点到落地点的水平距离，可计算出小球离开桌面时的速度，再知道小球的质量，就可以计算出小球的动能．根据h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$，和L=v₀t，可得${{v}_{0}}^{2}=\frac{{L}^{2}}{{t}^{2}}=\frac{{L}^{2}}{\frac{2h}{g}}=\frac{g}{2h}{L}^{2}$，因为功与速度的平方成正比，所以功与L²正比．

解答 解：（1）小球离开桌面后做平抛运动，根据桌面到地面的高度h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$，可计算出平抛运动的时间，再根据小物块抛出点到落地点的水平距离L=v₀t，可计算出小球离开桌面时的速度，根据动能的表达式${E}_{k}=\frac{1}{2}m{v}^{2}$，还需要知道小球的质量．故ADE正确、BC错误．
故选：ADE．
（2）根据h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$，和L=v₀t，可得${{v}_{0}}^{2}=\frac{{L}^{2}}{{t}^{2}}=\frac{{L}^{2}}{\frac{2h}{g}}=\frac{g}{2h}{L}^{2}$，因为功与速度的平方成正比，所以功与L²正比，故应以W为纵坐标、L²为横坐标作图，才能得到一条直线．
故答案为：（1）ADE；（2）L²．

点评 明确实验原理，根据相应规律得出表达式，然后讨论．还要知道系统误差和偶然误差的区别，系统误差是由于仪器的某些不完善、测量技术上受到限制或实验方法不够完善没有保证正确的实验条件等原因产生，如停表测时间时，停表不准确，慢了，测的时间间隔总是偏小．偶然误差的特点是它的随机性．如果我们对一些物理量只进行一次测量，其值可能比真值大也可能比真值小，这完全是偶然的，产生偶然误差的原因无法控制，所以偶然误差总是存在，通过多次测量取平均值可以减小偶然误差，但无法消除．既然是误差就不可消除，只能是改进方法，多次做试验，以减小误差．