如图所示的装置可以探究外力做功和物体速度变化的关系。光滑斜槽轨道固定在水平桌面上,将斜槽从底端开始分成长度相等的五等份,使AB=BC=CD=DE=EF,让小球每次从不同等分点处释放,最后落在水平地面上。
8.实验中,若小球从F点释放运动至斜槽水平位置的过程中,重力做的功为W,则小球从B点释放运动至斜槽水平位置的过程中,重力做的功为
9.实验中,小球每次在斜槽上运动的长度记作L,小球做平抛运动的水平位移记作x,通过五组数据描点做出L-x2图象是一条过原点的直线,设小球运动到斜槽底端时的速度为,可以判断,外力做功W与 ▲ (填或)成正比,若斜槽的倾角为,小球抛出点距地面的高度为H,则图象的斜率为
▲ (用H、表示).
根据几何关系可知,hFA=5hBA,
对小球从F到A和B到A的两个过程,根据动能定理得:
W=mghFA,W′=mghBA,
解得:
动能定理
先根据几何关系求出FA的高度与BA高度的关系,再对小球从F到A和B到A的两个过程,根据动能定理列式求解.
关键理解重力做功的特点.
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小球从A点抛出后做平抛运动,下落的高度相等,则运动时间相等,则小球运动到斜槽底端时的速度
时间相等,所以v与x成正比,而根据图象可知,L与x2成正比,所以L与v2成正比,小球抛出点距地面的高度为H,则运动时间
根据动能定理得:
解得:
则L-x2图象的斜率
探究功与速度变化的关系
小球从A点抛出后做平抛运动,下落的高度相等,则运动时间相等,则平抛初速度与水平位移成正比,而根据图象可知,L与x2成正比,所以L与v2成正比,根据平抛运动基本公式以及动能定理求出L-x2的关系式,从而求出斜率.
关键根据平抛运动基本公式以及动能定理求出L-x2的关系式.