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实验：验证机械能守恒定律
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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x，实验数据
网友投稿 2022-11-10 00:00:00 互联网
◎ 题目
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x，实验数据见表格．
h（10
-1
m）
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
x
2
（10
-1
m
2
）
2.62
3.89
5.20
6.53
7.78
（1）若钢球的机械能守恒，则x
2
与h的关系应满足x
2
=______（用日、^表示）．
（2）对比实验结果与理论计算得到的x
2
-h关系图线（图乙），自同一高度静止释放的钢
球，水平抛出的速率υ
0
______υ
0理
（理论值）（横线上填“小于”或“大于”）．
（3）从实验结果与理论计算得到的x．一^关系图线存在明显的误差，造成上述误差的可能原因是______．
◎ 答案
（1）物体在光滑轨道上下落时，机械能守恒有：mgh=
1
2
mv
2
①
平抛后有：x=v
0
t ②
H=
1
2
gt
2
③
联立①②③解得：x
2
=4Hh．
（2）图象如图所示
对比实验结果与理论计算得到的s
2
--h关系图线中发现：自同一高度静止释放的钢球，也就是h为某一具体数值时，理论的s
2
数值大于实验的s
2
数值，根据平抛运动规律知道同一高度运动时间一定，所以实验中水平抛出的速率小于理论值．
（3）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．
所以造成上述误差的可能原因是小球与轨道间存在摩擦力．
故答案为：（1）4Hh．
（2）小于．
（3）小球与轨道间存在摩擦力．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“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x，实验数据…”主要考查了你对 【实验：验证机械能守恒定律】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202211/371071.html
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