Question

【题目】在“探究功与物体速度变化关系”的实验中，某实验研究小组的实验装置如图甲所示，弹簧与木块接触但并没有栓连．木块从点静止释放后，在１根弹簧作用下弹出，沿足够长的木板运动到点停下，点为弹簧原长时所处的位置，测得的距离为，并记录此过程中弹簧对木块做的功为。用完全相同的弹簧2根、3根并列在一起进行第2次、第三次实验，每次实验木块均从点释放，木块分别运动到停下，测得的距离分别为作出弹簧对木块做功与木块停下的位置距点的距离的图象如图乙所示。

（1）根据图线分析，弹簧对木块做功与木块在点的速度之间的关系为________。

（2）图线不通过原点的原因是_____________。

（3）弹簧的压缩的长度为___________。

Answer 1

【答案】 （1）与成线性关系 （2）未计木块通过段时摩擦力对木块做功 （3）3cm

【解析】木块在平衡位置处获得最大速度，之后与弹簧分离，在摩擦力作用下运动到B位置停下，由O到B根据动能定理：-fL=0-mv02，故L∝v02；对全过程应用动能定理有：W-fLOA-fL=0即W=fL+fLOA结合数学解析式判断图象中斜率为摩擦力大小、截距等于OA段摩擦力做的功．
（1）由动能定理知L∝v02，由图线知W与L成线性变化，因此W与v02也应成线性关系，即W∝v2
（2）根据动能定理全过程的表达式，所以W-L图线不通过原点，是因为未计木块通过AO段时，摩擦力对木块所做的功．
（3）图中W轴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，则