Question

某學生用“驗證動量守恒定律”的器材（如圖所示）來驗證鋼球沿斜槽滾下過程中機械能守恒，他的實驗步驟如下：
A．把斜槽固定在實驗臺邊緣，調(diào)整斜槽出口使出口處切線水平；
B．出口末端拴上重錘線，使出口末端投影落于水平地面O點，地面上鋪復寫紙、白紙；
C．從斜槽某高處同一點A由靜止開始釋放球多次，找出平均落地點P．
問：（1）應測量哪些數(shù)據(jù)？

 

；
（2）根據(jù)（1）中測量數(shù)據(jù)字母，求鋼球在斜槽上滾下過程中：△E_p=

 

，△E_k=

 

；系統(tǒng)中小球增加的動能與減少的重力勢能的百分誤差η=

 

．

Answer 1

分析：驗證機械能守恒定律，關(guān)鍵看動能的增加量和重力勢能的減小量的關(guān)系，根據(jù)實驗的原理確定測量的數(shù)據(jù)．

解答：解：（1）驗證小球從斜槽滾到水平面過程中機械能是否守恒，所以需要測量A點距臺面的高度H，通過斜槽出口距地面的高度h和OP間的水平距離s確定平拋運動的初速度．
（2）重力勢能的減小量為mgH，小球平拋運動的時間t=

2h g

，則初速度v0=

s

t

=s?

g 2h

，所以動能的增加量，△E_k=

1

2

mv02=

mgs2

4h

．
系統(tǒng)中小球增加的動能與減少的重力勢能的百分誤差η=

mgH- mgs2 4h

mgH

=1-

s2

4Hh

．
故答案為：①A點距臺面高度為H，斜槽出口距地面高度為h，OP間距離為s　  
②△E_p=mgH     △Ek=

mgs2

4h

      η=1-

s2

4Hh

點評：解決本題的關(guān)鍵掌握實驗的原理，通過小球從斜槽滾到水平面過程為研究過程，驗證機械能守恒定律．