Question

18．某同学利用如图1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，现将钢球从轨道的不同高度h处由静止释放，钢球的落地点距弧形轨道末端的水平距离为s．

（1）若轨道光滑，不计空气阻力，则s与h的关系是s²=4Hh．
（2）该同学做实验，测量得到一组数据如表所示．

h（10-1m）	2.00	3.00	4.00	5.00	6.00
s2（10-1m2）	3.96	5.98	7.88	9.96	11.92

请在图2的坐标纸上作出有关s²和h的关系图象．
（3）若H=0.50m，对比实验结果与理论计算值，自同一高度由静止释放的钢球水平抛出速率小于（填“小于”或“大于”）理论值．你认为造成上述误差的可能原因是：因为钢球在实际运动过程中受到摩擦力和空气阻力作用．

Answer 1

分析 （1）结合平抛运动的规律以及机械能守恒定律求出s与h的关系式．
（2）根据表格中的数据描点作图．
（3）由于钢球在运动过程中受到摩擦力和空气阻力，钢球水平抛出的速率小于理论值．

解答 解：（1）根据机械能守恒定律和平抛运动规律可得
mgh=$\frac{1}{2}$mv²，H=$\frac{1}{2}$gt²，s=vt，
联立可得s²=4Hh．
（2）根据所给的数据描点、连线，如图所示．

（3）因为钢球在实际运动过程中受到摩擦力和空气阻力作用，自同一高度由静止释放的钢球水平抛出速率小于理论值．
故答案为：（1）s²=4Hh，（2）如图所示，（3）小于，因为钢球在实际运动过程中受到摩擦力和空气阻力作用．

点评 本题从新的角度考查了对机械能守恒实定律的理解，有一定的创新性，很好的考查了学生的创新思维．