Question

【題目】在“探究功與物體速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，某實(shí)驗(yàn)研究小組的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，彈簧與木塊接觸但并沒(méi)有栓連．木塊從點(diǎn)靜止釋放后，在１根彈簧作用下彈出，沿足夠長(zhǎng)的木板運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)停下，點(diǎn)為彈簧原長(zhǎng)時(shí)所處的位置，測(cè)得的距離為，并記錄此過(guò)程中彈簧對(duì)木塊做的功為。用完全相同的彈簧2根、3根并列在一起進(jìn)行第2次、第三次實(shí)驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)?zāi)緣K均從點(diǎn)釋放，木塊分別運(yùn)動(dòng)到停下，測(cè)得的距離分別為作出彈簧對(duì)木塊做功與木塊停下的位置距點(diǎn)的距離的圖象如圖乙所示。

（1）根據(jù)圖線分析，彈簧對(duì)木塊做功與木塊在點(diǎn)的速度之間的關(guān)系為________。

（2）圖線不通過(guò)原點(diǎn)的原因是_____________。

（3）彈簧的壓縮的長(zhǎng)度為___________。

Answer 1

【答案】 （1）與成線性關(guān)系 （2）未計(jì)木塊通過(guò)段時(shí)摩擦力對(duì)木塊做功 （3）3cm

【解析】木塊在平衡位置處獲得最大速度，之后與彈簧分離，在摩擦力作用下運(yùn)動(dòng)到B位置停下，由O到B根據(jù)動(dòng)能定理：-fL=0-mv02，故L∝v02；對(duì)全過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理有：W-fLOA-fL=0即W=fL+fLOA結(jié)合數(shù)學(xué)解析式判斷圖象中斜率為摩擦力大小、截距等于OA段摩擦力做的功．
（1）由動(dòng)能定理知L∝v02，由圖線知W與L成線性變化，因此W與v02也應(yīng)成線性關(guān)系，即W∝v2
（2）根據(jù)動(dòng)能定理全過(guò)程的表達(dá)式，所以W-L圖線不通過(guò)原點(diǎn)，是因?yàn)槲从?jì)木塊通過(guò)AO段時(shí)，摩擦力對(duì)木塊所做的功．
（3）圖中W軸上的斜率等于摩擦力大小，即f= N，截距等于摩擦力做的功J，則