Question

12．物理興趣小組的同學(xué)們設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來探究功與速度變化的關(guān)系，木塊被壓縮的彈簧從A點(diǎn)靜止彈出后，滑到B點(diǎn)停下來，O點(diǎn)為彈簧自然伸長的位置，此過程彈簧做功記做W₁，OB之間的距離記做l₁，然后再用完全相同的2根、3根…彈簧一起進(jìn)行第2次、第3次…實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)記錄為W₂、W₃…及長度l₂、l₃…

（1）數(shù)據(jù)處理時，同學(xué)們以l為橫坐標(biāo)，$\frac{w}{{w}_{1}}$為縱坐標(biāo)作出的圖線如圖乙所示，發(fā)現(xiàn)作出的圖線不過原點(diǎn)，可能的原因是未計(jì)算AO間的摩擦力做功．
（2）圖乙所示圖象的斜率代表的物理量是摩擦力．圖象與縱軸的截距為$\frac{1}{3}$W₁．

Answer 1

分析 根據(jù)動能定理找出L與v₀²的關(guān)系，然后結(jié)合圖象W-L的關(guān)系找出W與v₀²的關(guān)系，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．

解答 解：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)動到B位置停下，由O到B根據(jù)動能定理：-fL=0-$\frac{1}{2}$mv₀²，故L∝v₀²；
對全過程應(yīng)用動能定理有：W-fL_OA-fL=0即W=fL+fL_OA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）根據(jù)動能定理全過程的表達(dá)式，所以W-L圖線不通過原點(diǎn)，是因?yàn)槲从?jì)木塊通過AO段時，摩擦力對木塊所做的功．
（2）有前面分析知圖象中斜率為摩擦力大小；
圖中W軸上截距等于摩擦力做的功：$\frac{1}{3}{W}_{1}$；
故答案為：（1）未計(jì)算AO間的摩擦力做功（2）摩擦力，$\frac{1}{3}$．

點(diǎn)評 本題考查了創(chuàng)新方法探究功與速度的關(guān)系，關(guān)鍵是列出兩個動能定理方程然后結(jié)合數(shù)學(xué)函數(shù)進(jìn)行分析出截距與斜率的物理意義，有些難度