Question

【題目】如圖所示，質(zhì)量為m的小球從A點(diǎn)靜止釋放，在沒(méi)有空氣阻力的情況下，沿?zé)o摩擦軌道運(yùn)動(dòng)（其中BC段水平）。已知重力勢(shì)能為E勢(shì)=mgh（h為小球離軌道BC的高度，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，h=0），動(dòng)能為E動(dòng)=（v為小球運(yùn)動(dòng)的速度）

(1)小球在A點(diǎn)的機(jī)械能E= ______（用題目所給物理量表示）

(2)小球從A點(diǎn)靜止釋放到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度vB

①請(qǐng)根據(jù)題目所給信息，推導(dǎo)出vB=______

②根據(jù)vB=，推測(cè)vB與小球的質(zhì)量m是否有關(guān)_____；

(3)現(xiàn)有形狀大小相同的小球，這些小球有的質(zhì)量相等，有的質(zhì)量不等，寫(xiě)出出驗(yàn)證你的推測(cè)的實(shí)驗(yàn)步驟______（若有需要，可補(bǔ)允器材）。

Answer 1

【答案】mgh 因?yàn)椴挥?jì)空氣阻力與摩擦，機(jī)械能不變，所以B點(diǎn)的動(dòng)能等于A點(diǎn)的機(jī)械能，即mv2/2=mgh，所以vB= 無(wú)關(guān) 取質(zhì)量不同的小球，均從A點(diǎn)由靜止釋放，分別記錄小球經(jīng)過(guò)BC段所用時(shí)間，發(fā)現(xiàn)所用時(shí)間相同，證明各小球到達(dá)水平面的速度與小球質(zhì)量無(wú)關(guān)。

【解析】

(1)[1]小球在A點(diǎn)時(shí)，速度為0，因此動(dòng)能0，而重力勢(shì)能，所以機(jī)械能

(2) ①[2] 因?yàn)椴挥?jì)空氣阻力與摩擦，機(jī)械能不變，所以B點(diǎn)的動(dòng)能等于A點(diǎn)的機(jī)械能，即

所以

②[3] vB的表達(dá)式中，沒(méi)有質(zhì)量這一物理量，說(shuō)明vB與小球的質(zhì)量無(wú)關(guān)。

(3)[4]選取質(zhì)量不同的小球，均從A點(diǎn)由靜止釋放，分別記錄小球經(jīng)過(guò)BC段所用時(shí)間，發(fā)現(xiàn)所用時(shí)間相同，證明各小球到達(dá)水平面的速度與小球質(zhì)量無(wú)關(guān)。