Question

3．某兴趣小组在做“探究动能定理”的实验前，提出了以下几种猜想：：①W∝v，②W∝v²，③W∝v³．他们的实验装置如图所示，PQ为一块倾斜放置的木板，在Q处固定一个速度传感器，物体从斜面上某处由静止释放，物块到达Q点的速度大小由速度传感器测得．为探究动能定理，本实验还需测量的物理量是物块初始位置到测速器的距离L；根据实验所测数据，为了直观地通过图象得到实验结论，应绘制L-v²图象．

Answer 1

分析 通过实验来探究“合外力做功和物体速度变化的关系”．每次实验物体从不同初位置处静止释放，量出初位置到速度传感器的位移、读出物体到传感器位置的速度．根据实验数据列出数据表并描点作出图象，从而找到位移与速度变化的关系，在运动过程中，由于物体受力是恒定的，所以得出合外力做功与物体速度变化的关系，因此在实验中物体与木板间的摩擦力不会影响探究的结果．

解答 解：（1）设斜面倾角为θ，根据动能定理有：mgLsinθ-μmgLcosθ=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$，则$（gsinθ-μgcosθ）L=\frac{1}{2}{v}^{2}$，g、θ、μ都固定不变，所以需要测量物块初始位置到测速器的距离L，
（2）采用表格方法记录数据，合理绘制的L-v图象是曲线，不能得出结论W∝v²．为了更直观地看出L和v的变化关系，应该绘制L-v²图象．
故答案为：物块初始位置到测速器的距离L；L-v²

点评 通过实验数据列表、描点、作图从而探究出问题的结论．值得注意的是：由于合外力恒定，因此合外力做的功与发生的位移是成正比．故可先探究位移与速度变化有何关系．