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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
网友投稿 2022-11-10 00:00:00 互联网
◎ 题目
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，s
2
与h的理论关系应满足s
2
=______（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
-1
m）
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
S
2
（10
-1
m
2
）
2.62
3.89
5.20
6.53
7.78
请在坐标纸上作出s
2
--h关系图．
（3）对比实验结果与理论计算得到的s
2
--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s
2
--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______．
◎ 答案
（1）对于小球从静止释放到水平抛出这段曲线运动，
运用动能定理研究得：
mgh=
1
2
mv
2
v=
2gh
对于平抛运动，运用平抛运动的规律得出：
在竖直方向：H=
1
2
gt
2
?t=
2H
g
--------①
在水平方向：s=vt-------------②
由①②得：
s=2
hH
所以：s
2
=4Hh
（2）见图
（3）
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．
（4）从s
2
--h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著，认为造成上述偏差的可能原因是小球与轨道间存在摩擦力．由于摩擦力做功损失了部分机械能，所以造成实验中水平抛出的速率小于理论值．
故答案为：（1）4Hh
（2）（见右图）
（3）小于
（4）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…”主要考查了你对 【平抛运动】，【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/202211/371101.html
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