题目内容

某兴趣小组通过物块在斜面上运动的试验,探究“合外力做功与物体动能的变化的关系”。 他们的实验装置如图甲所示,PQ为一块倾斜放置的木板,在Q处固定一个速度传感器(用来测量物体每次通过Q点时的速度v),每次实验,物体从不同高度h处由静止释放,但始终保持斜面底边长L=0.5 m不变。他们最后做出了如图乙所示的v2-h图像。图像与横轴的交点为0.25。

(1)图像乙不过坐标原点的原因是___________________________________________。
(2)物块与斜面间的滑动摩擦因数μ=________。
(3)若最后得到的图像如图物-9图丙所示,则可能的原因是(写出一个)____________________。
(4)若更换光滑的斜面,重复上述步骤得到如图物-9图乙所示的图像,图像的斜率将________。(填“增大”、“减小”、“不变”)

(1)存在摩擦阻力;(2)0.5;(3)释放物块时存在初速度(或者是释放位置高度大于h);(4)不变

解析试题分析:设斜面的长为s,倾角为θ。由动能定理得
(mgsin θ-μmgcos θ)s= 即mgh-μmgL=,v2=2gh-2μgL
v2与h是一次函数,不过原点的原因是存在摩擦阻力,由图像可知,当h=0.25 m时,v=0,代入v2=2gh-2μgL得μ=0.5,若图像发生了弯曲,说明释放物块时存在初速度,或者是释放位置高度大于h。由v2=2gh-2μgL知斜率k=2g为定值,若更换光滑的斜面,图像的斜率不变。
考点:探究合外力做功与物体动能的变化的关系

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