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精英家教网某学生用“验证动量守恒定律”的器材(如图所示)来验证钢球沿斜槽滚下过程中机械能守恒,他的实验步骤如下:
A.把斜槽固定在实验台边缘,调整斜槽出口使出口处切线水平;
B.出口末端拴上重锤线,使出口末端投影落于水平地面O点,地面上铺复写纸、白纸;
C.从斜槽某高处同一点A由静止开始释放球多次,找出平均落地点P.
问:(1)应测量哪些数据?
 
;
(2)根据(1)中测量数据字母,求钢球在斜槽上滚下过程中:△Ep=
 
,△Ek=
 
;系统中小球增加的动能与减少的重力势能的百分误差η=
 
.
分析:验证机械能守恒定律,关键看动能的增加量和重力势能的减小量的关系,根据实验的原理确定测量的数据.
解答:解:(1)验证小球从斜槽滚到水平面过程中机械能是否守恒,所以需要测量A点距台面的高度H,通过斜槽出口距地面的高度h和OP间的水平距离s确定平抛运动的初速度.
(2)重力势能的减小量为mgH,小球平抛运动的时间t=
2h
g
,则初速度v0=
s
t
=s?
g
2h
,所以动能的增加量,△Ek=
1
2
mv02=
mgs2
4h
.
系统中小球增加的动能与减少的重力势能的百分误差η=
mgH-
mgs2
4h
mgH
=1-
s2
4Hh
.
故答案为:①A点距台面高度为H,斜槽出口距地面高度为h,OP间距离为s   
②△Ep=mgH     △Ek=
mgs2
4h
      η=1-
s2
4Hh
点评:解决本题的关键掌握实验的原理,通过小球从斜槽滚到水平面过程为研究过程,验证机械能守恒定律.
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