综合题4.0分
物理

在“探究功与物体速度变化的关系”实验中,某实验探究小组的实验装置如图甲所示。木块从A点静止释放后,在1根弹簧作用下弹出,沿水平长木板运动到B1点停下,O点为弹簧原长时所处的位置,测得OB1的距离为L1,并将此过程中弹簧对木块做的功记为W。用完全相同的弹簧2根、3根……并在一起进行第2次、第3次……实验,每次实验木块均从A点释放,木块分别运动到B2B3……停下,测得OB2OB3……的距离分别为L2L3……,弹簧对木块做的功分别记为2W、3W……,做出弹簧对木块做功W与木块停下的位置距O点的距离LW-L图象,如图乙所示。

10.根据图线分析,弹簧对木块做功W与木块在O点的速度v0之间的关系为     

11.图线与纵轴交点的物理意义是                           

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

D

解析

木块在平衡位置处获得最大速度,之后与弹簧分离,在摩擦力作用下运动到B位置停下,由O到B根据动能定理:﹣fL=0﹣mv02,故L∝;对全过程应用动能定理有:,结合数学解析式判断图象中斜率为摩擦力大小、截距等于OA段摩擦力做的功。由动能定理知L∝v02,由图线知W与L成线性变化,因此W与v02也应成线性关系。

考查方向

探究功与速度变化的关系

解题思路

根据动能定理找出L与v02的关系,然后结合图象W﹣L的关系找出W与v02的关系

易错点

通过弹力做功转化为动能,动能又转化为热能来理解,同时要注意该实验是不需要平衡摩擦力的。

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

AO段木块克服摩擦力所做的功

解析

木块在平衡位置处获得最大速度,之后与弹簧分离,在摩擦力作用下运动到B位置停下,由O到B根据动能定理: fL=0﹣mv02,故L∝;对全过程应用动能定理有:,结合数学解析式判断图象中斜率为摩擦力大小、截距等于OA段摩擦力做的功。

根据动能定理全过程的表达式,所以W﹣L图线不通过原点,是因为未计木块通过AO段时,摩擦力对木块所做的功,(或AO段木块克服摩擦力所做的功)。

考查方向

探究功与速度变化的关系

解题思路

根据动能定理找出L与v02的关系,然后结合图象W﹣L的关系找出W与v02的关系

易错点

通过弹力做功转化为动能,动能又转化为热能来理解,同时要注意该实验是不需要平衡摩擦力的。