问题
填空题
如图1所示是小徐同学做“探究做功与速度变化的关系”的实验装置.他将光电门固定在直轨道上的O点,用同一重物通过细线拉同一小车,每次小车都从不同位置由静止释放,各位
置A、B、C、D、E、F、G(图中只标出了O、G)离O点的距离d分别为8cm、16cm、24cm、32cm、40cm、48cm,56cm.
(1)该实验是否需要测量重物的重力______(填“需要”或“不需要”);
(2)该实验是否必须平衡摩擦力?______(填“是”或“否”);
(3)为了探究做功与速度变化的规律,依次得到的实验数据记录如表所示.请选取其中最合适的两行数据在答题卷的方格纸内描点作图.
(4)从图2的图象得到的直接结论是______,从而间接得到做功与物体速度变化的规律是______.
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | ||||
d/×10-2m | 8.00 | 16.00 | 24.00 | 32.00 | 40.00 | 48.00 | 56.00 | ||||
v/(m/s) | 0.49 | 0.69 | 0.85 | 0.99 | 1.09 | 1.21 | 1.50 | ||||
v2/(m/s)2 | 0.24 | 0.48 | 0.72 | 0.98 | 1.19 | 1.46 | 2.25 | ||||
| 0.70 | 0.83 | 0.92 | 1.00 | 1.04 | 1.10 | 1.23 |
答案
(1)该实验中,根据W=Fs,F=ma和s=
,可得,Fs=
-v 2t v 20 2a
m1 2
-v 2t
m1 2
,即外力做功与物体的质量无关,实验不需要测量物体的质量(重力);v 20
(2)该实验中已经测量了物体的位移与速度,来探究合外力与物体的速度的变化关系,所以是否存在摩擦力对该实验没有影响.故不需要平衡摩擦力.
(3)根据表格中记录的数据可得,物体的位移d与物体的速度、以及速度的平方根都不存在正比例的关系,与速度的平方接近正比例关系,所以可选择v2为坐标系的纵坐标.将表格中的数据在d-v2坐标系中描点连线如图.
(4)从图2的图象得到的直接结论是d与v2成正比;从而间接得到做功与物体速度变化的规律是合外力做功与v2成正比.
故答案为:(1)不需要;(2)否;(3)如图;(4)d与v2成正比,合外力做功与v2成正比.