摘要：某同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律.弧形轨道的末端水平.离地面的高度为H.将钢球从轨道的不同高度h处由静止释放.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: 甲 h(×10-1 m) 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 s2(×10-1 m-2 ) 2.62 3.89 5.20 6.53 7.78 请在图乙所示的坐标纸上作出s2-h图象. 乙 (3)对比实验结果与理论计算得到的s2-h图象.自同一高度处由静止释放的钢球水平抛出的速率 理论值. (4)从s2-h图象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: . 解析:(1)根据机械能守恒.可得钢球离开轨道时的速度为.由平抛运动知识可求得钢球运动的时间为.所以s＝vt＝. (2)依次描点.连线.注意不要画成折线.如图丙所示. 丙 (3)由图丙可知.同一h对应的s2值的理论值明显大于实际值.而在同一高度H下的平抛运动的水平射程由水平速率决定.可见实际水平速率小于理论速率. (4)由于客观上轨道与小球间存在摩擦.机械能减少.因此会导致实际值比理论值小,小球的转动也需要能量维持.而机械能守恒中没有考虑重力势能转化成转动能的这一部分.也会导致实际速率明显小于理论速率(可能很少同学会考虑到这一点). 答案:(1)4Hh (2)如图丙所示 (3)小于 (4)小球与轨道间的摩擦.小球的转动 金典练习十四 实验:验证机械能守恒定律 选择题部分共2小题.每小题6分.在每小题给出的四个选项中.有的小题只有一个选项正确.有的小题有多个选项正确.

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