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,

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______.
sk_1 1年前 已收到1个回答 举报

xjx168love 幼苗

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(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
所以离开轨道时速度为
2gh ,
由平抛运动知识可求得时间为

2H
g ,
可得 s=vt=
4Hh .
所以:s 2 =4Hh
(2)依次描点,连线,注意不要画成折线.
(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)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.
故答案为:(1)4Hh
(2)见图
(3)小于
(4)小球与轨道间存在摩擦力.

1年前

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