某同学利用如图甲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.将小球从斜槽上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)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,若小球从斜槽上滑下的过程中动能定理成立,则应满足的关系式是
.
(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
.
(4)受该实验方案的启发,另一同学改用图丙的装置实验.他将木板竖直放置在斜槽末端的前方某一固定位置,仍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,并测量小球击中木板时平抛下落的高度d,当他以H为横坐标,以
为纵坐标,描点作图,使之仍为一条倾斜的直线,也达到了同样的目的.