Question

【題目】某同學(xué)利用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律.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：

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

請在坐標(biāo)紙上作出s2―h關(guān)系圖.

(3)對比實驗結(jié)果與理論計算得到的s2―h關(guān)系圖線(圖中已畫出)，自同一高度靜止釋放的鋼球，水平拋出的速率 (填“小于”或“大于”)

(4)從s2―h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 。

Answer 1

【答案】（1）（2）如圖（3）小于（4）可能造成誤差是因為摩擦原因，小球在下落時自身可能還有轉(zhuǎn)動等因素

【解析】試題分析：（1）根據(jù)機械能守恒，可得離開軌道時速度為，由平拋運動知識可求得時間為，可得

（2）依次描點，連線，注意不要畫成折線。

（3）從圖中看，同一h下的s2值，理論值明顯大于實際值，而在同一高度H下的平拋運動水平射程由水平速率決定，可見實際水平速率小于理論速率。

(4)由于客觀上，軌道與小球間存在摩擦，機械能減小，因此會導(dǎo)致實際值比理論值小。小球的轉(zhuǎn)動也需要能量維持，而機械能守恒中沒有考慮重力勢能轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)動能的這一部分，也會導(dǎo)致實際速率明顯小于“理論”速率。