Question

11．在“探究功与速度变化的关系”实验中，某同学设计了如图甲所示的实验方案：使小物块在橡皮筋的作用下沿水平桌面被弹出，第二次、第三次…操作时分别改用2根、3根、…同样的橡皮筋将小物块弹出．测出小物块被弹出时速度，然后找到牵引力对小物块做的功与小物块速度的关系．

（1）要测得小物块被弹出后的水平速度，需要测量哪些物理量：DE（填正确答案标号，g已知）．
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）用测量的物理量表示获得速度大小的表达式
（3）能够实现橡皮筋对小物块做功整数倍变化的是A
A．增加相同橡皮盘的条数，使小物块每次从同位置释放
B．橡皮筋两端固定，使橡皮筋的伸长量依次加倍
C．橡皮筋两端固定，使橡皮筋的长度依次加倍
D．释放小物块的位置等间距的变化
（4）根据实验数据做出W-v2的图象如图乙所示，图线不通过原点的原因是物体在桌面上运动时要克服摩擦力做功．

Answer 1

分析 （1）（2）物块离开桌面后做平抛运动，应用平抛运动规律可以求出物块的水平速度．
（3）根据实验装置与实验原理分析答题．
（4）对物体受力分析，根据物体的受力情况分析答题．

解答 解：（1）（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，
解得：v=L$\sqrt{\frac{g}{2h}}$，要测物被弹出时的速度，
需要测量：桌面到地面的高度h，小物块抛出点到落地点的水平距离L，故选DE；
（3）实验时，选择相同的橡皮筋，使橡皮筋的形变量相同，通过改变橡皮筋的条数改变橡皮筋对小车所做的功，故A正确，BCD错误，故选A；
（4）物块在桌面上运动时，弹力对物块做整个，摩擦力对物块做负功，由于物块要克服摩擦力做功，则图象不过原点．
故答案为：（1）DE；（2）v=L$\sqrt{\frac{g}{2h}}$；（3）A；（4）物体在桌面上运动时要克服摩擦力做功．

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．