(7分)为了探究动能定理,一位同学设计了如图所示的实验装置。他先固定并调整斜槽,让末端O点的切线水平,再将一木板竖直放置并固定,木板到斜槽末端O的距离为s,使小球从斜槽

◎ 题目

(7分)为了探究动能定理,一位同学设计了如图所示的实验装置。他先固定并调整斜槽,让末端O点的切线水平,再将一木板竖直放置并固定,木板到斜槽末端O的距离为s,使小球从斜槽上某一标记点由静止释放,若小球到达斜槽底端时下落的高度为H、小球从O点做平抛运动击中木板时下落的高度为y。

(1)假定斜槽光滑,小球由静止滑下到击中木板的过程中,满足动能定理的关系式为:__________。
(2)若斜槽倾角为θ,小球与斜槽之间的动摩擦因数为μ(只考虑滑动摩擦力,且小球与水平槽之间的摩擦不计),小球由静止滑下到击中木板的过程中,满足动能定理的关系式是:___________。
(3)改变小球在斜槽上的释放位置,进行多次测量,能得到多组关于H和y的数据,若以H为横坐标,从(1)、(2)中的关系式可知以________为纵坐标,通过描点作图,能得到一条倾斜的直线。

◎ 答案

(1)(2分)(2)(2分)(3)(3分)(其他合理表达式均可得分)

◎ 解析


试题分析:(1)斜槽光滑没有摩擦力做功,支持力与运动方向垂直不做功,只有重力做功,离开斜槽后仍旧是只有重力做功,所以合外力即重力做的功,离开斜面后为平抛运动,竖直方向为自由落体,,水平方向匀速直线运动根据速度的合成,整理即得,整理即得
(2)斜槽有摩擦力做功,支持力与运动方向垂直不做功,只有重力和摩擦力做功,从静止释放到击中挡板过程合外力做的功,离开斜面后为平抛运动,竖直方向为自由落体,,水平方向匀速直线运动根据速度的合成,整理即得,整理即得
(3)倾斜的直线即为一次函数关系,在该关系式中都是定值,所以成正比例关系,函数图象为倾斜的直线。所以为纵坐标。

◎ 知识点

    专家分析,试题“(7分)为了探究动能定理,一位同学设计了如图所示的实验装置。他先固定并调整斜槽,让末端O点的切线水平,再将一木板竖直放置并固定,木板到斜槽末端O的距离为s,使小球从斜槽…”主要考查了你对  【实验:探究小车速度随时间变化的规律】,【实验:探究弹力与弹簧伸长的关系】,【实验:探究加速度与力、质量的关系】,【实验:探究功与速度变化的关系】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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