题目内容

【题目】某同学利用如图所示的装置验证动能定理。该装置由斜面和很短一段水平部分组成,固定并调整斜槽,使它的末端O点的切线水平,在水平地面上依次铺放好木板、白纸、复写纸。将小球从不同的标记点由静止释放,记录小球到达斜槽底端时下落的高度H,并根据落点位置测量出小球平抛的水平位移x

改变小球在斜槽上的释放位置,进行多次测量,记录数据如下:

高度Hh为单位长度)

h

2 h

3 h

4 h

5 h

6 h

7 h

8 h

9 h

水平位移 x/cm

5.5

9.1

11.7

14.2

15.9

17.6

19.0

20.6

21.7

(1)已知斜槽倾角为θ,小球与斜槽之间的动摩擦因数为μ,斜槽底端离地的高度为y。小球从斜槽上滑下的过程中,动能定理若成立应满足的关系式是(利用给定和测得的物理量)______

(2)以H为横坐标,以______为纵坐标,在坐标纸上描点作图,如图乙所示。图线不过坐标原点的原因是______

【答案】 x2 平抛运动中受到空气阻力作用,导致测得的x偏小

【解析】

(1)[1]设小球离开斜槽时的速度为v,根据平抛运动的规律得

联立得

小球在斜槽上滑下过程中,重力和摩擦力做功,则合力做的功为

小球动能的变化量

则小球从斜槽上滑下的过程中,动能定理若成立应满足的关系式是

(2)[2][3]根据上题结果可知,以H为横坐标,以x2为纵坐标,在坐标纸上描点作图。由图乙可知x2=0H0,说明平抛运动中受到空气阻力作用,导致测得的x偏小。

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