Question

在“探究功与物体速度变化的关系”实验中，某实验探究小组的实验装置如图甲所示。木块从A点静止释放后，在1根弹簧作用下弹出，沿水平长木板运动到B₁点停下，O点为弹簧原长时所处的位置，测得OB₁的距离为L₁，并将此过程中弹簧对木块做的功记为W。用完全相同的弹簧2根、3根……并在一起进行第2次、第3次……实验，每次实验木块均从A点释放，木块分别运动到B₂、B₃……停下，测得OB₂、OB₃……的距离分别为L₂、L₃……，弹簧对木块做的功分别记为2W、3W……，做出弹簧对木块做功W与木块停下的位置距O点的距离L的W-L图象，如图乙所示。

①根据图线分析，弹簧对木块做功W与木块在O点的速度v₀之间的关系为      。

A．W与v₀成正比                 

B．W与v₀成线性关系

C．W与v₀的二次方成正比         

D．W与v₀的二次方成线性关系

②图线与纵轴交点的物理意义是               。

Answer

①D

②AO段木块克服摩擦力所做的功

【解析】

试题分析：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：，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

故选：D

（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，（或AO段木块克服摩擦力所做的功）．

考点：探究功与物体速度变化的关系

【名师点睛】本题考查了创新方法探究功与速度的关系，关键是列出两个动能定理方程, 找出L与v02的关系，然后结合图象W-L的关系找出W与v02的关系，然后结合数学函数进行分析出截距与斜率的物理意义，有些难度。