Question

16．某同学利用如图所示的装置探究功与速度变化的关系．其实验步骤如下：
a．小物块在橡皮筋的作用下弹出，沿水平桌面滑行，之后平抛落至水平地面上，落点记为M₁；
b．在钉子上分别套上2条、3条、4条…同样的橡皮筋，每次都降小物块拉倒虚线上的同一位置，重复步骤（a），小物块落点分别记为M₂、M₃、M₄…；
c．测量相关数据，进行数据处理．
（1）为求出小物块抛出时的动能，除了需要测量小物块抛出点到落地点的水平距离x外，下列物理量中还需要测量的有DE（填正确答案标号）．
A．橡皮筋的原长l₀                   B．橡皮筋的伸长量△l        
D．小物块的质量m                   E．桌面到地面的高度h 
（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x₁、x₂、x₃、…．若功与速度的平方成正比，则应以W、x的关系曲线中，应以W为纵坐标、x²为横坐标作图，才能得到一条直线．
（3）由于测量小物块抛出点到落地点的水平距离x引起的误差属于偶然误差（填“偶然误差”或“系统误差”）；由于小物块与桌面之间的摩擦不能忽略，则由此引起的误差属于系统误差（填“偶然误差”或“系统误差”）．

Answer 1

分析 （1）要测出物块的动能需要知道物块质量与物块的速度，根据实验原理分析答题．
（2）根据实验原理应用动能定理求出函数表达式，然后分析答题．
（3）由于测量、读数等原因造成的误差是偶然误差，由于实验设计造成的误差是系统误差，根据题意分析答题．

解答 解：（1）物块离开桌面后做平抛运动，要测出物块离开桌面时的速度，需要测出物块做平抛运动的水平位移与桌面的高度，要求物块的动能还需要测出物块的质量，故选DE．
（2）物块做平抛运动，竖直方向：h=$\frac{1}{2}$gt²，运动时间：t=$\sqrt{\frac{2h}{g}}$，物块的初速度：v=$\frac{x}{t}$=x$\sqrt{\frac{g}{2h}}$，
由动能定理得：W=$\frac{1}{2}$mv²=$\frac{mg}{4h}$x²，为方便实验数据处理，使作出的图象直观，应作出W-x²图象，x²作为横坐标．
（3）由于测量小物块抛出点到落地点的水平距离x引起的误差属于偶然误差；由于小物块与桌面之间的摩擦不能忽略，则由此引起的误差属系统误差．
故答案为：（1）DE；（2）x²；（3）偶然误差，系统误差．

点评 本题考查了探究功与速度变化关系的实验，根据图示实验情景理解其实验原理是解题的前提与关键，理解实验原理后根据实验原理一样翩翩运动规律、动能定理可以解题；对应实验题一定要理解其实验原理．