Question

【题目】如图所示是研究做功与能量转化关系的装置。重物通过细绳与木块相连，细绳不可伸长，AQ为水平面，AP段光滑，PQ段粗糙。实验开始时，质量为M的重物恰好置于地面。将质量为m的木块从P向右拉至A，PA长为L，放手后木块向左运动，最终停在B点，PB长为x，不计空气阻力、滑轮摩擦：

(1)木块在AB段运动过程中，重物的重力做的功为_________（用字母表示）；

(2)观察实验，小明提出猜想：木块动能的变化与重物重力做功多少有关；

(3)为了验证猜想，小明做了以下实验。重物M=0.1kg，木块m=0.9kg，改变木块从P点右移的距离L，测得一组数据，记录如下：

序号	1	2	3	4	5	6
PA的长L/m	0.1	0.15	0.2	0.35	0.43	0.5
木块在P点的速度平方	0.2	0.3	0.4	0.7	0.9	1.0

①根据表中数据，在图乙中作出L与v2的图像。已知物体动能的表达式为mv2，分析木块动能的变化及重物的重力做功的大小，可知猜想是_________（正确/错误）的，由此得到的结论是________；

②利用实验信息分析，当L=0.8m时，木块在P点获得的动能是_________J。

Answer 1

【答案】mgL 正确 木块动能的变化随重物重力做功的增加而增大 0.72

【解析】

(1)[1]由题知，细绳不可伸长，实验开始时，质量为M的重物恰好置于地面。将质量为m的木块从P向右拉至A，PA长为L，所以重物被提起高度h= L，所以木块在AB段运动过程中，重物的重力做的功为

W= Gh= mgh= mgL

(3)[2][3]因为重物和木块质量一定，由表中数据和W= MgL知，L 越大，重力对重物做越多，v2越大，由动能的表达式知木块动能越大，由此可知猜想是正确的，得到的结论是：木块动能的变化随重物重力做功的增加而增大。

[4]由v2与L知，两者成正比，即有

v2 =L

且当L= 0.1m时

v2 = 0.2m2/s2

即

解得

k=2m/s2

所以

所以当L=0.8m时

则木块在P点获得的动能