Question

11．某同學(xué)利用如圖a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，鋼球的落點(diǎn)距軌道末端的水平距離為s．

（1）若軌道完全光滑，s²與h的理論關(guān)系應(yīng)滿足s²=4Hh（用H、h表示）
（2）該同學(xué)經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到的數(shù)據(jù)，在圖b坐標(biāo)紙上作出s²-h關(guān)系圖．
對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算得到的s²-h關(guān)系圖線發(fā)現(xiàn)，實(shí)際測(cè)量值與理論值差異十分顯著，寫出造成上述偏差的可能原因是（寫出兩個(gè)原因）：
①小球與軌道間存在摩擦力
②小球發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)．

Answer 1

分析 要求平拋的水平位移，我們應(yīng)該想到運(yùn)用平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，即要求出時(shí)間和水平初速度．
同一坐標(biāo)系中兩天傾斜的直線對(duì)比，可以采用某一個(gè)變量取一定值，看另一個(gè)變量的大小關(guān)系來解決問題．
對(duì)于誤差原因分析，我們要從實(shí)驗(yàn)裝置和過程中分析．

解答 解：（1）對(duì)于小球從靜止釋放到水平拋出這段曲線運(yùn)動(dòng)，
運(yùn)用動(dòng)能定理研究得：
mgh=$\frac{1}{2}$mv²
v=$\sqrt{2gh}$
對(duì)于平拋運(yùn)動(dòng)，運(yùn)用平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得出：
在豎直方向：H=$\frac{1}{2}$gt²⇒t=$\sqrt{\frac{2H}{g}}$--------①
在水平方向：s=vt-------------②
由①②得：
s=2$\sqrt{hH}$
所以：s²=4Hh
（2）從s²-h關(guān)系圖線中分析得出鋼球水平拋出的速率差十分顯著，認(rèn)為造成上述偏差的可能原因是①小球與軌道間存在摩擦力，②小球發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)．
故答案為：（1）4Hh
（2）①小球與軌道間存在摩擦力
②小球發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)

點(diǎn)評(píng) 本題從新的角度考查了對(duì)機(jī)械能守恒實(shí)定律的理解，有一定的創(chuàng)新性，很好的考查了學(xué)生的創(chuàng)新思維．做任何實(shí)驗(yàn)問題還是要從最基本的物理規(guī)律入手去解決．