Question

10．某同學(xué)利用如圖（圖甲）所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律，其實驗的部分原理是利用平拋運動的知識．那么：

①實驗中必須要求的條件是AB．
A．弧形斜槽必須盡可能的光滑
B．弧形斜槽末端的切線必須水平
C．必須測量出小球的質(zhì)量m，
D．小球每次必須從同一高度處滾下
②實驗中測得弧形斜槽末端離地面的高度為H，將鋼球從斜槽的不同高度h處靜止釋放，鋼球的落點距弧形斜槽末端的水平距離為s．則當(dāng)s²與H、h的理論關(guān)系滿足s²=4Hh時，小球的機械能守恒．
③實驗中，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)實驗結(jié)果不滿足理論計算得到的s²-h關(guān)系，該同學(xué)認為出現(xiàn)這一結(jié)果的原因除了摩擦和空氣阻力等外，還有一個原因可能是小球的大小，因此又用游標卡尺測了小球的直徑，其結(jié)果如圖乙所示．關(guān)于該同學(xué)認為“小球的大小”對結(jié)果有影響的分析，你認為正確嗎？正確．（不需說明理由），小球的直徑為20.15mm．

Answer 1

分析 根據(jù)兩點選擇條件：1、本實驗是為了驗證機械能守恒定律，應(yīng)盡可能減小阻力．2、要利用平拋運動知識測量速度．根據(jù)原理分析s²與H、h的理論關(guān)系．

解答 解：①本實驗是為了驗證小球從弧形斜槽滾下過程機械守恒，必須滿足守恒條件：只有重力做功，因此要減小阻力．故弧形斜槽必須盡可能的光滑．
要利用平拋運動測量速度，弧形斜槽末端的切線必須水平，故AB正確，CD錯誤．
②由mgh=$\frac{1}{2}$mv²，v=$\frac{S}{\sqrt{\frac{2H}{g}}}$，代入得到S²=4Hh；
③平拋運動物體只受重力，實驗時應(yīng)可盡可能減小阻力，小球的大小影響空氣阻力大�。�故該同學(xué)的分析是正確的．
          游標卡尺測出小球的直徑D=20.15mm；
故答案為：①AB；②4Hh；③正確，20.15．

點評 考查驗證機械能守恒定律的內(nèi)容，注意實驗條件的要求，理解平拋運動的條件，同時并掌握游標卡尺，注意沒有估計值．