Question

某兴趣小组通过物块在斜面上运动的试验，探究“合外力做功与物体动能的变化的关系”。 他们的实验装置如图甲所示，PQ为一块倾斜放置的木板，在Q处固定一个速度传感器（用来测量物体每次通过Q点时的速度v），每次实验，物体从不同高度h处由静止释放，但始终保持斜面底边长L＝0.5 m不变。他们最后做出了如图乙所示的v²－h图像。图像与横轴的交点为0.25。

（1）图像乙不过坐标原点的原因是___________________________________________。
（2）物块与斜面间的滑动摩擦因数μ＝________。
（3）若最后得到的图像如图物-9图丙所示，则可能的原因是（写出一个）____________________。
（4）若更换光滑的斜面，重复上述步骤得到如图物-9图乙所示的图像，图像的斜率将________。（填“增大”、“减小”、“不变”）

Answer 1

（1）存在摩擦阻力；（2）0.5；（3）释放物块时存在初速度（或者是释放位置高度大于h）；（4）不变

试题分析：设斜面的长为s，倾角为θ。由动能定理得
（mgsin θ－μmgcos θ）s＝ 即mgh－μmgL＝，v²＝2gh－2μgL
v²与h是一次函数，不过原点的原因是存在摩擦阻力，由图像可知，当h＝0.25 m时，v＝0，代入v²＝2gh－2μgL得μ＝0.5，若图像发生了弯曲，说明释放物块时存在初速度，或者是释放位置高度大于h。由v²＝2gh－2μgL知斜率k＝2g为定值，若更换光滑的斜面，图像的斜率不变。