Question

【題目】現(xiàn)有以下器材:小球、光滑弧形軌道、刻度尺、鉛筆、白紙、復(fù)寫(xiě)紙、鐵架臺(tái)、重錘等．
（1）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)探究合外力的功與物體速度的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)方案．
（2）說(shuō)明探究合外力做功與速度關(guān)系的方法．

Answer 1

【答案】
（1）

實(shí)驗(yàn)方案:

①如圖所示，固定好軌道，讓其末端保持水平;

②讓小球從軌道的某一高度h處由靜止?jié)L下，最后落在置于水平面上的白紙及復(fù)寫(xiě)紙上;

③記下小球釋放點(diǎn)及最后落點(diǎn)的位置，用刻度尺測(cè)出釋放點(diǎn)的高度h及落點(diǎn)P到O點(diǎn)的距離x;

④多次改變小球的釋放點(diǎn)位置，記錄并測(cè)量每次的h、x的值．

（2）

探究方法:

①由小球的落點(diǎn)P到O點(diǎn)的距離可求得平拋的初速度v=，由下落的高度h可求沿軌道運(yùn)動(dòng)中合力(重力)的功W=mgh，t一定，mg一定，所以h與x的關(guān)系反映了W與v的關(guān)系;

②在坐標(biāo)紙上建立h-x坐標(biāo)系，描出一系列點(diǎn);

③用平滑的曲線連接各個(gè)點(diǎn);

④可嘗試畫(huà)出h-x2、h-x3或h-圖線，探究功與速度的關(guān)系．

【解析】(1)實(shí)驗(yàn)方案:
② 如圖所示，固定好軌道，讓其末端保持水平;

②讓小球從軌道的某一高度h處由靜止?jié)L下，最后落在置于水平面上的白紙及復(fù)寫(xiě)紙上；
③記下小球釋放點(diǎn)及最后落點(diǎn)的位置，用刻度尺測(cè)出釋放點(diǎn)的高度h及落點(diǎn)P到O點(diǎn)的距離x;
④多次改變小球的釋放點(diǎn)位置，記錄并測(cè)量每次的h、x的值．(2)探究方法:
①由小球的落點(diǎn)P到O點(diǎn)的距離可求得平拋的初速度v=，由下落的高度h可求沿軌道運(yùn)動(dòng)中合力(重力)的功W=mgh ， t一定，mg一定，所以h與x的關(guān)系反映了W與v的關(guān)系;
②在坐標(biāo)紙上建立h-x坐標(biāo)系，描出一系列點(diǎn);
③用平滑的曲線連接各個(gè)點(diǎn);
④可嘗試畫(huà)出h-x2、h-x3或h-圖線，探究功與速度的關(guān)系．
【考點(diǎn)精析】通過(guò)靈活運(yùn)用功能關(guān)系，掌握當(dāng)只有重力（或彈簧彈力）做功時(shí)，物體的機(jī)械能守恒；重力對(duì)物體做的功等于物體重力勢(shì)能的減少:W G =E p1 -E p2；合外力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化:W 合 =E k2 -E k1 （動(dòng)能定理）；除了重力（或彈簧彈力）之外的力對(duì)物體所做的功等于物體機(jī)械能的變化:W F =E 2 -E 1即可以解答此題．