Question

（7分）為了探究動能定理，一位同學設計了如圖所示的實驗裝置。他先固定并調整斜槽，讓末端O點的切線水平，再將一木板豎直放置并固定，木板到斜槽末端O的距離為s，使小球從斜槽上某一標記點由靜止釋放，若小球到達斜槽底端時下落的高度為H、小球從O點做平拋運動擊中木板時下落的高度為y。

（1）假定斜槽光滑，小球由靜止滑下到擊中木板的過程中，滿足動能定理的關系式為：__________。
（2）若斜槽傾角為θ，小球與斜槽之間的動摩擦因數為μ（只考慮滑動摩擦力，且小球與水平槽之間的摩擦不計），小球由靜止滑下到擊中木板的過程中，滿足動能定理的關系式是：___________。
（3）改變小球在斜槽上的釋放位置，進行多次測量，能得到多組關于H和y的數據，若以H為橫坐標，從（1）、（2）中的關系式可知以________為縱坐標，通過描點作圖，能得到一條傾斜的直線。

Answer 1

（1）（2分）（2）（2分）（3）（3分）（其他合理表達式均可得分）

試題分析：（1）斜槽光滑沒有摩擦力做功，支持力與運動方向垂直不做功，只有重力做功，離開斜槽后仍舊是只有重力做功，所以合外力即重力做的功，離開斜面后為平拋運動，豎直方向為自由落體，，，水平方向勻速直線運動根據速度的合成，整理即得，整理即得。
（2）斜槽有摩擦力做功，支持力與運動方向垂直不做功，只有重力和摩擦力做功，從靜止釋放到擊中擋板過程合外力做的功，離開斜面后為平拋運動，豎直方向為自由落體，，，水平方向勻速直線運動根據速度的合成，整理即得，整理即得。
（3）傾斜的直線即為一次函數關系，在該關系式中，和都是定值，所以與成正比例關系，函數圖象為傾斜的直線。所以為縱坐標。