Question

运动物体的动能E与质量m和速度v有关．某同学猜想动能E与m，v的可能关系为E₁=mv、E₂=m²v、E₃=mv²、E₄=m²v²．现用DIS探究上述关系．
实验装置  如图所示，将揷有挡光片的导轨小车放在安装有光电门传感器的水平导轨上，忽略小车与导轨间的摩擦．泡沫摩擦块置于光电门支架之后，它与导轨间的动摩擦因素为一确定的值．
实验过程
给小车一个初速度，让小车通过光电门，然后撞击泡沫摩擦块，并推动摩擦块共同前进距离s，使摩擦块克服滑动摩擦力做功．建立对应的s-E坐标．
改变小车的质量m、速度v，多次重复上述实验，利用DIS获得下图所示的s-E坐标中的各数据点．
观察各s-E坐标中的数据点发现仅s-E₃坐标中的数据点的分布是有规律的：几乎在一直线附近．用正比例拟合后可得拟合直线过原点．

根据实验过程和实验数据回答下列问题
（1）光电门传感器的作用是______
（2）实验中选择研究s-E图象，是因为摩擦块滑动距离s能反映______
（3）由s-E₃图线可得到动能E与m，v关系的结论是：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）光电门可以测出物体通过时的挡光时间，因此可以用物体通过的平均速度来代替瞬时速度；
（2）根据功能关系可知，小车获得的动能和摩擦块撞击后一起减速运动，克服摩擦力做功，运动距离的大小可以反映小车动能的大小；
（3）根据图线性质可知E与mv²成正比．
解答：解：（1）光电门可以测出物体通过时的挡光时间，因此可以用物体通过的平均速度来代替瞬时速度，因此利用光电门传感器的作用是测量小车运动的速度大小．
故答案为：测量小车的速度v． 
（2）根据功能关系可知，小车获得的动能和摩擦块撞击后一起减速运动，克服摩擦力做功，运动距离的大小可以反映小车动能的大小．
故答案为：小车动能的大小．
（3）图线为过原点的直线，因此根据图线性质可知E与mv²成正比．
故答案为：E与mv²成正比．
点评：本题考查了探究动能定理的过程，正确解答该题的关键是明确实验装置和实验原理，然后根据有关数学知识得出结论．