某同學(xué)利用如圖所示的實驗裝置驗證機(jī)械能守恒定律.弧形軌道末端水平,離地面的高度為H.將鋼球從軌道的不同高度h處靜止釋放,鋼球的落點距軌道末端的水平距離為s
(1)若軌道完全光滑,s2與h的理論關(guān)系應(yīng)滿足s2=________(用H、h表示).
(2)該同學(xué)經(jīng)實驗測量得到一組數(shù)據(jù),如下表所示:
請在坐標(biāo)紙上作出s2-h(huán)關(guān)系圖線.
(3)對比實驗結(jié)果與理論計算得到的s2-h(huán)關(guān)系圖線,知自同一高度靜止釋放的鋼球,水平拋出的速度________(填“小于”或“大于”)理論值.
(4)從s2-h(huán)關(guān)系圖線中分析得出鋼球水平拋出的速率差十分顯著,你認(rèn)為造成上述偏差的可能原因是________.
答案:(1)4Hh (2)如圖所示. (3)小于 (4)一部分重力勢能轉(zhuǎn)變成鋼球的轉(zhuǎn)動動能,或者是弧形軌道的摩擦力太大 提示:(1)由mgh=mv2,v=,H=gt2三式得:s2=4Hh. (2)由實驗數(shù)據(jù)作圖,得到一條通過原點的斜率比理論圖線小的直線. (3)實驗圖和理論圖比較可以發(fā)現(xiàn),小球從相同高度下落,對應(yīng)的s實<s理,又s∝v,說明自同一高度靜止釋放的小球,水平拋出的速度小于理論值. (4)實驗中速率差十分明顯,可能是一部分重力勢能轉(zhuǎn)變成鋼球的轉(zhuǎn)動動能,或者是弧形軌道的摩擦力太大的原因. |
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計數(shù)點 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
h(m) | 0.124 | 0.194 | 0.279 | 0.380 | 0.497 | 0.630 | 0.777 |
v(m/s) | 1.94 | 2.33 | 2.73 | 3.13 | 3.50 | ||
v2(m2/s2) | 3.76 | 5.43 | 7.45 | 9.80 | 12.3 |
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t |
n |
4π2l |
T2 |
θ |
2 |
h(10-1m) | 2.00 | 3.00 | 4.00 | 5.00 | 6.00 |
s2(10-1m2) | 2.62 | 3.89 | 5.20 | 6.53 | 7.78 |
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