Question

如圖所示是一個實驗裝置，A是傾角一定的光滑斜面，B為板上垂懸著條形布簾的阻擋裝置．當小球自斜面下落處由靜止起開始下滑且抵達水平面時，就立即遇到條形布簾的阻擋，它經過一定的位移x后停止運動．現執行如下操作并測得表一、表二的相關數據．（假設小球到達斜面底端與水平面碰撞時無能量損失） 
表一

m（kg）	0.10	0.20	0.30	0.40	0.50
x（m）	0.08	0.17	0.23	0.32	0.41

表二

h（m）	0.10	0.15	0.20	0.25	0.30
x（m）	0.15	0.23	0.30	0.37	0.45

（a）先保持小球下滑的高度h不變，采用大小相同質量不等的小球作實驗，并測得表一所示的數據．
（b）保持小球質量不變，在不同高度處釋放同一個小球，并測得表二所示的數據．
（1）根據表中數據，試寫出m～x和h～x的關系式：

 

、

 

．
（2）根據有關原理，推導出小球所受阻力的表達式：

 

．
（3）若在（b）中小球的質量m=0.20kg，則布簾對小球的阻力f=

 

N．

Answer 1

分析：（1）表格中x與m成正比，x與h成正比；
（2）根據動能定理全程列式求解阻力的表達式；
（3）根據動能定理列式后代入數據求解即可．

解答：解：（1）表格中x與m成正比，有：m=1.25x
x與h成正比，有：h=

2

3

x
（2）對小球運動的全部過程根據動能定理列式，有：
mgh-fx=0
解得：f=

mgh

x

（3）若在（b）中小球的質量m=0.20kg，當h=0.10m時，x=0.15m，代入得到：
f=

mgh

x

=

0.20×10×0.10

0.15

N=

4

3

N
故答案為：
（1）m=1.25x，h=

2

3

x；
（2）f=

mgh

x

；
（3）

4

3

．

點評：本題關鍵明確實驗原理，根據動能定理列式求解出表達式進行分析，不難．