Question

【题目】某同学利用如图所示的装置验证动能定理。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	2h	3h	4h	5h	6h	7h	8h	9h
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，不计小球与水平槽之间的摩擦，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）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；

（3）由第（1）、（2）问，可以得出结论：_____________________________________________

Answer 1

【答案】 （1） （2）x2 （3）在实验误差允许的范围内，小球运动到斜槽底端的过程中，合外力对小球所做的功等于小球动能的增量。

【解析】(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)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；

(3)由第(1)(2)问，结合图象可得：在实验误差允许的范围内，小球运动到斜槽底端的过程中，合外力对小球所做的功等于动能的增量；