Question

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。桌面離地面的高度為H，將鋼球從軌道的不同高度h處靜止釋放，鋼球的落點(diǎn)距軌道末端的水平距離為s。

（1）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是______。
A．該裝置中軌道必須盡可能光滑
B．該裝置中軌道末端必須水平
C．該實(shí)驗(yàn)中必須測(cè)量鋼球的質(zhì)量
D．該實(shí)驗(yàn)中鋼球也可換成密度很小的塑料球
（2）該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證鋼球在下列哪段運(yùn)動(dòng)過程中的機(jī)械能守恒？________
A．在軌道上運(yùn)動(dòng)階段    B．平拋運(yùn)動(dòng)階段   C．從釋放到著地的整個(gè)運(yùn)動(dòng)階段
（3）若軌道完全光滑，s²與h的理論關(guān)系應(yīng)滿足s²=_______（用H、h表示）。
（4）實(shí)際測(cè)得的s²總是比（3）中理論值_______。（填“大”或“小”）
（5）寫出一條造成（4）中差異的原因：________________________。

Answer 1

（1）AB       （4分）（2）A        （2分）（3）4Hh      （4分）（4）小      （2分）（5）軌道對(duì)小球的摩擦力做功，空氣阻力對(duì)小球做功，鋼球轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能不能忽略等（2分）

解析試題分項(xiàng)：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)如果軌道不光滑，則小球和軌道之間的摩擦力做功計(jì)算難，不容易驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，故該裝置中軌道必須盡可能光滑；在驗(yàn)證小球在在軌道上運(yùn)動(dòng)階段機(jī)械能守恒定律的過程中，只要計(jì)算出重力勢(shì)能的減少量和動(dòng)能的增計(jì)量，由即可驗(yàn)證，實(shí)際上只要，就驗(yàn)證了機(jī)械能守恒，所以無需測(cè)量鋼球的質(zhì)量；為了測(cè)量小鋼球在軌道末端的速度v，要使小鋼球離開軌道做平拋運(yùn)動(dòng)，故該裝置中軌道末端必須水平；該實(shí)驗(yàn)中如果換成密度很小的塑料球，小球在離開軌道后受到空氣阻力較大，不再做平拋運(yùn)動(dòng)，所以無法測(cè)量小球在軌道末端的速度v，因此鋼球不能換成密度很小的塑料球；（2）在平拋運(yùn)動(dòng)階段，小鋼球只受重力，故機(jī)械能守恒，本實(shí)驗(yàn)只需驗(yàn)證小鋼球在軌道上運(yùn)動(dòng)階段機(jī)械能是否守恒；（3）小鋼球在光滑軌道下滑到軌道末端，；小鋼球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，可知小鋼球平拋運(yùn)動(dòng)的水平速度，代入上式解得；（4）由于軌道對(duì)小球的摩擦力做功，空氣阻力對(duì)小球做功，鋼球轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能不能忽略等，實(shí)際測(cè)得的s²總是比（3）中理論值小。
考點(diǎn)：本實(shí)驗(yàn)考查了實(shí)驗(yàn)原理的遷移。