Question

9．在探究功与速度变化关系的实验中准备了如图1所示的装置．
（1）先将1条橡皮筋套在钉子上，小物块在橡皮筋的作用下弹出，之后平抛落到水平地面上，落点记为P₁；
（2）在钉子上分别套上2条、3条、4条…同样的橡皮筋，使每次橡皮筋拉伸的长度都保持一致，重复步骤（1），小物块落点分别记为P₂、P₃、P₄…；
①为了求出小物块被橡皮筋弹出后的动能（重力加速度g已知），需要测量的物理量有ADE
A．小物块的质量
B．橡皮筋的原长
C．橡皮筋的伸长量
D．桌面到地面的高度
E．小物块抛出点到落地点的水平距离
②将几次实验中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、…．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．
③某同学按照②中的要求作出图象，发现图象是一条没有通过坐标原点的直线（见图2），造成这种结果的原因可能是物块在桌面上受到摩擦力作用（写一条原因即可）

Answer 1

分析 ①根据实验原理确定需要测量的物理量；
②应用动能定理求出图象的函数表达式，然后分析答题；
③物块被弹出后字桌面上运动过程要克服阻力做功，使测出的速度变小，动能变小，从而造成实验误差．

解答 解：（2）①实验需要测出物块的动能，需要知道物块的质量与速度，物块离开桌面后做平抛运动，要求其速度需要测出桌面的高度与物块做平抛运动的水平位移，故需要测量的量为：ADE；
②物块离开桌面后做平抛运动，竖直方向：h=$\frac{1}{2}$gt²，水平方向：L=vt，物块的速度：v=L，$\sqrt{\frac{g}{2h}}$，由动能定理得：W=$\frac{1}{2}$mv²=$\frac{mg}{4h}$L²，应作出W-L²图象；③物块离开橡皮筋后再桌面上运动过程受到摩擦力作用，要克服摩擦力做功，实验所测物块的速度偏小，物块获得的动能小于橡皮筋做功，在W-L²图象的纵轴上有截距．
故答案为：（2）①ADE；②L²；③物块在桌面上受到摩擦力作用．

点评 本题考查了求实验需要测量的量、实验数据处理、实验误差分析等问题，分析清楚题意与图示实验装置理解实验原理是解题的前提与关键，理解实验原理后由于平抛运动规律与动能定理可以解题．