Question

11．某同學利用如圖a所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律，弧形軌道末端水平，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，鋼球的落點距軌道末端的水平距離為s．

（1）若軌道完全光滑，s²與h的理論關系應滿足s²=4Hh（用H、h表示）
（2）該同學經(jīng)實驗測量得到的數(shù)據(jù)，在圖b坐標紙上作出s²-h關系圖．
對比實驗結果與理論計算得到的s²-h關系圖線發(fā)現(xiàn)，實際測量值與理論值差異十分顯著，寫出造成上述偏差的可能原因是（寫出兩個原因）：
①小球與軌道間存在摩擦力
②小球發(fā)生轉動．

Answer 1

分析 要求平拋的水平位移，我們應該想到運用平拋運動的規(guī)律，即要求出時間和水平初速度．
同一坐標系中兩天傾斜的直線對比，可以采用某一個變量取一定值，看另一個變量的大小關系來解決問題．
對于誤差原因分析，我們要從實驗裝置和過程中分析．

解答 解：（1）對于小球從靜止釋放到水平拋出這段曲線運動，
運用動能定理研究得：
mgh=$\frac{1}{2}$mv²
v=$\sqrt{2gh}$
對于平拋運動，運用平拋運動的規(guī)律得出：
在豎直方向：H=$\frac{1}{2}$gt²⇒t=$\sqrt{\frac{2H}{g}}$--------①
在水平方向：s=vt-------------②
由①②得：
s=2$\sqrt{hH}$
所以：s²=4Hh
（2）從s²-h關系圖線中分析得出鋼球水平拋出的速率差十分顯著，認為造成上述偏差的可能原因是①小球與軌道間存在摩擦力，②小球發(fā)生轉動．
故答案為：（1）4Hh
（2）①小球與軌道間存在摩擦力
②小球發(fā)生轉動

點評 本題從新的角度考查了對機械能守恒實定律的理解，有一定的創(chuàng)新性，很好的考查了學生的創(chuàng)新思維．做任何實驗問題還是要從最基本的物理規(guī)律入手去解決．