Question

【題目】某同學(xué)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。弧形軌道末端水平，離地面的高度為H。將鋼球從軌道的不同高度h處?kù)o止釋放，鋼球的落地點(diǎn)距軌道末端的水平距離為S。

（1）若驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，與h的理論關(guān)系應(yīng)滿足=__________；（用H、h表示）

（2）如圖乙所示，在同一坐標(biāo)紙上畫出了兩條 h的圖線。一條是與h的理論關(guān)系圖線；一條是實(shí)驗(yàn)得到的 h 圖線，是經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)量S、h得到數(shù)據(jù)，描點(diǎn)后作出的圖線。分析可知，圖線_____（填“a”或“b”）是實(shí)驗(yàn)得到的 h 圖線。

（3）從 h 關(guān)系圖線中可以看出實(shí)驗(yàn)值與理論值相差較明顯，你認(rèn)為造成偏差的原因是_____________。（回答一條即可）

Answer 1

【答案】 ； b； 弧形軌道不光滑，有部分機(jī)械轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；

【解析】

利用物體下落時(shí)機(jī)械能守恒求出拋出的速度，然后根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律即可解出正確結(jié)果，利用描點(diǎn)法進(jìn)行作圖，將實(shí)際圖線和理論圖線進(jìn)行比較，即可得出正確結(jié)果；

（1）物體在光滑軌道上下落時(shí)，機(jī)械能守恒有：
平拋后水平方向：，豎直方向?yàn)椋?/span>
聯(lián)立解得：；
（2）對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算得到的關(guān)系圖線中發(fā)現(xiàn)：自同一高度靜止釋放的鋼球，也就是h為某一具體數(shù)值時(shí)，理論的數(shù)值大于實(shí)驗(yàn)的數(shù)值，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律知道同一高度運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定，所以實(shí)驗(yàn)中水平拋出的速率小于理論值，所以圖線b是實(shí)驗(yàn)得到的圖線；
（3）由于客觀上，軌道與小球間存在摩擦，機(jī)械能減小，因此會(huì)導(dǎo)致實(shí)際值比理論值小，所以造成上述誤差的可能原因是小球與軌道間存在摩擦力。