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H(h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=0,H>0,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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