Question

某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。弧形轨道末端水平，离地面的高度为H。将钢球从轨道的不同高度h处静止释放，钢球的落点距轨道末端的水平距离为s。

 （1）若轨道完全光滑，s²与h的理论关系应满足s²＝　　　　　　(用H、h表示)。

 （2）该同学经实验测量得到一组数据，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

   

请在坐标纸上作出s²--h关系图。

（3）对比实验结果与理论计算得到的s²--h关系图线(图中已画出)，自同一高度静止释放的钢球，水平抛出的速率           (填“小于”或“大于”)理论值。

（4）从s²--h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著，你认为造成上述偏差的可能原因是        。

Answer 1

（1）

（2）如下图所示。

（3）小于

（4）摩擦，转动（回答任一即可）

解析:

本实验考察平抛运动和机械能守恒相关知识。（１）由机械能守恒有，再根据平抛运动有，.由这几式可得到与的关系为；（2）根据表中数据描点作图；（3）在图象上可看出对应于相同的，实验得到的要小于理论的，而越小说明从轨道滑出的初速度越小，所以从同一高度水平抛出的速率小于理论值；（4）从同一高度导致水平抛出的速率小于理论值的原因为轨道的摩擦以及有一部分机械能转换为小球的转动动能。