Question

（6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）；（3）；

試題分析：（1）由平拋運動規律知、，故可得，而此時豎直方向的分速度為，故可知，根據動能定理可得，代入可得所以滿足動能定理的關系式為；（2）若存在摩擦力，則有，將代入此式可得滿足動能定理的關系式為；（3）由（1）中關系式可得，由（2）中關系式可得，可以看出，以為縱坐標作出的圖像是一條傾斜的直線；