1.甲實(shí)驗(yàn)小組利用圖(a)裝置探究機(jī)械能守恒定律,將小鋼球從軌道的不同高度h處?kù)o止釋放,斜槽軌道水平末端離落點(diǎn)的高度為H,鋼球的落點(diǎn)距軌道末端的水平距離為s(g取10m/s2
(1)若軌道完全光滑,s2與h的理論關(guān)系應(yīng)滿(mǎn)足s2=4Hh(用H、h表示)

(2)圖(b)中圖線(xiàn)?為根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果,描點(diǎn)作出的s2--h關(guān)系圖線(xiàn);圖線(xiàn)?為根據(jù)理論計(jì)算得到的s2--h關(guān)系圖線(xiàn).對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果,發(fā)現(xiàn)自同一高度靜止釋放的鋼球,實(shí)際水平拋出的速率小于(選填“小于”或“大于”)理論值.造成這種偏差的可能原因是軌道與小球間存在摩擦,或小球的體積過(guò)大.
乙實(shí)驗(yàn)小組利用同樣的裝置“通過(guò)頻閃照相探究平拋運(yùn)動(dòng)中的機(jī)械能守恒”.將質(zhì)量為0.02kg的小鋼球A由斜槽某位置靜止釋放,由頻閃照相得到如圖(c)所示的小球位置示意圖,O點(diǎn)為小球的水平拋出點(diǎn).
(3)根據(jù)小球位置示意圖可以判斷閃光間隔為0.1s;
(4)以O(shè)點(diǎn)為零勢(shì)能點(diǎn),小球A在O點(diǎn)的機(jī)械能為0.0225J,小球A在C點(diǎn)動(dòng)能為0.1825J.

分析 要求平拋的水平位移,我們應(yīng)該想到運(yùn)用平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,即要求出時(shí)間和水平初速度.
對(duì)于小球從靜止釋放到水平拋出這段曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),我們應(yīng)該運(yùn)用動(dòng)能定理求出拋出的水平初速度.
根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)采用描點(diǎn)作圖.
同一坐標(biāo)系中兩天傾斜的直線(xiàn)對(duì)比,可以采用某一個(gè)變量取一定值,看另一個(gè)變量的大小關(guān)系來(lái)解決問(wèn)題.
對(duì)于誤差原因分析,我們要從實(shí)驗(yàn)裝置和過(guò)程中分析.

解答 解:(1)對(duì)于小球從靜止釋放到水平拋出這段曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),
運(yùn)用動(dòng)能定理研究得:
mgh=$\frac{1}{2}$mv2
 解得:v=$\sqrt{2gh}$
對(duì)于平拋運(yùn)動(dòng),運(yùn)用平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得出:
在豎直方向:H=$\frac{1}{2}$gt2
則有: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)對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算得到的s2--h關(guān)系圖線(xiàn)中發(fā)現(xiàn):自同一高度靜止釋放的鋼球,也就是h為某一具體數(shù)值時(shí),理論的s2數(shù)值大于實(shí)驗(yàn)的s2數(shù)值,根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律知道同一高度運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定,所以實(shí)驗(yàn)中水平拋出的速率小于理論值.從s2--h關(guān)系圖線(xiàn)中分析得出鋼球水平拋出的速率差十分顯著,認(rèn)為造成上述偏差的可能原因是小球與軌道間存在摩擦力.由于摩擦力做功損失了部分機(jī)械能,所以造成實(shí)驗(yàn)中水平拋出的速率小于理論值.
(3)根據(jù)△y=gT2得:T=$\sqrt{\frac{0.1}{10}}$=0.1s,
(4)設(shè)O點(diǎn)下一個(gè)點(diǎn)為B點(diǎn),
根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得vyB=$\frac{0.05×4}{2×0.1}$=1m/s,
水平初速度vx=$\frac{0.05×3}{0.1}$=1.5m/s,
所以小球A在O點(diǎn)的速度v0=1.5m/s,
小球A在C點(diǎn)時(shí)的速度vC=$\sqrt{1.{5}^{2}+(1+10×0.3)^{2}}$=$\sqrt{18.25}$m/s
因O點(diǎn)為小球的水平拋出點(diǎn),且以O(shè)點(diǎn)為零勢(shì)能點(diǎn),
小球A在O點(diǎn)的機(jī)械能E0=0+$\frac{1}{2}$×0.02×(1.5)2=0.0225 J
則小球A在C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為EKC=$\frac{1}{2}$×0.02×($\sqrt{18.25}$)2=0.1825J
故答案為:(1)4Hh;(2)小于;軌道與小球間在摩擦,或小球的體積過(guò)大;
(3)0.1;(4)0.0225,0.1825.

點(diǎn)評(píng) 本題從新的角度考查了對(duì)機(jī)械能守恒實(shí)定律的理解,有一定的創(chuàng)新性,很好的考查了學(xué)生的創(chuàng)新思維,掌握平拋運(yùn)動(dòng)的處理方法,平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng).

練習(xí)冊(cè)系列答案
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(1)滑塊到達(dá)B端時(shí),軌道的支持力;
(2)小車(chē)的最短長(zhǎng)度L.

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A.受重力、彈力、摩擦力的作用B.受重力、彈力的作用
C.只受重力的作用D.不受力的作用

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12.如圖所示,楔形木塊M固定在水平桌面上,它的兩底角分別為α=37°,β=53°,兩側(cè)斜面上的物塊a、b用跨過(guò)木塊頂端定滑輪的細(xì)繩相接(斜面上的細(xì)繩平行于斜面),并處于靜止?fàn)顟B(tài).已知兩物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因教均為0.2,a的質(zhì)量為m1,b的質(zhì)懸為m2,物塊與斜面間的滑動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦力,則$\frac{{m}_{1}}{{m}_{2}}$可能等于( 。
A.0.5B.1C.2D.3

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6.一個(gè)物體以初速度v0豎直向上拋出,上升的最大高度為H,設(shè)物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受阻力為重力的k倍,落回拋出點(diǎn)的速度大小為v,重力加速度大小為g,則k和v的大小分別為( 。
A.1-$\frac{{{v}_{0}}^{2}}{2gH}$和$\sqrt{\frac{{{v}_{0}}^{2}}{4gH-{{v}_{0}}^{2}}}$v0B.1-$\frac{{{v}_{0}}^{2}}{2gH}$和$\sqrt{\frac{4gH-{{v}_{0}}^{2}}{{{v}_{0}}^{2}}}$v0
C.$\frac{{{v}_{0}}^{2}}{2gH}$-1和$\sqrt{\frac{{{v}_{0}}^{2}}{4gH-{{v}_{0}}^{2}}}$v0D.$\frac{{{v}_{0}}^{2}}{2gH}$-1和$\sqrt{\frac{4gH-{{v}_{0}}^{2}}{{{v}_{0}}^{2}}}$v0

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13.下列關(guān)于離心現(xiàn)象說(shuō)法正確的是(  )
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B.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,當(dāng)合外力消失時(shí),他將沿半徑方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
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D.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,當(dāng)合外力突然增大時(shí)做離心運(yùn)動(dòng)

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10.跳高比賽中,必須在運(yùn)動(dòng)員著地處鋪上很厚的海綿墊子,這是因?yàn)椋ā 。?table class="qanwser">A.減小運(yùn)動(dòng)員著地過(guò)程中受到的沖量作用B.減小運(yùn)動(dòng)員著地過(guò)程中受到的平均沖力C.減小運(yùn)動(dòng)員著地過(guò)程中動(dòng)量的變化量D.以上說(shuō)法均不正確

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