2.(平抛运动+验证机械能守恒)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     .

解析:(1)根据机械能守恒,可得离开轨道时速度为,由平抛运动知识可求得时间为,可得.

(2)依次描点,连线,注意不要画成折线。

(3)从图中看,同一h下的s2值,理论值明显大于实际值,而在同一高度H下的平抛运动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,机械能减小,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(这一点,可能不少同学会考虑不到)

 0  333588  333596  333602  333606  333612  333614  333618  333624  333626  333632  333638  333642  333644  333648  333654  333656  333662  333666  333668  333672  333674  333678  333680  333682  333683  333684  333686  333687  333688  333690  333692  333696  333698  333702  333704  333708  333714  333716  333722  333726  333728  333732  333738  333744  333746  333752  333756  333758  333764  333768  333774  333782  447090 

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