◎ 题目

某同学利用如图甲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x，实验数据见表格． h（10-1m）  2.00  3.00  4.00  5.00  6.00 x2（10-1m2）  2.62  3.89  5.20  6.53  7.78 （1）若钢球的机械能守恒，则x2与h的关系应满足x2=______（用日、^表示）． （2）对比实验结果与理论计算得到的x2-h关系图线（图乙），自同一高度静止释放的钢 球，水平抛出的速率υ0______υ0理（理论值）（横线上填“小于”或“大于”）． （3）从实验结果与理论计算得到的x．一^关系图线存在明显的误差，造成上述误差的可能原因是______．

◎ 答案

（1）物体在光滑轨道上下落时，机械能守恒有：mgh= 1 2 mv2      ① 平抛后有：x=v0t            ② H= 1 2 gt2     ③ 联立①②③解得：x2=4Hh． （2）图象如图所示　 　 对比实验结果与理论计算得到的s2--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s2数值大于实验的s2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． （3）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． 所以造成上述误差的可能原因是小球与轨道间存在摩擦力． 故答案为：（1）4Hh． （2）小于． （3）小球与轨道间存在摩擦力．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“某同学利用如图甲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x，实验数据…”主要考查了你对  【实验：验证机械能守恒定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。