Question

1．某同學用“探究做平拋運動物體的軌跡“的實驗裝置來驗證鋼球沿斜槽滾下過程中機械能守恒．實驗步驟如下：
A．將斜槽固定在實驗臺邊緣，調(diào)整斜槽出口使出口處于水平；
B．出口末端拴上重錘線，使出口末端投影于水平地面O點．在地面上依次鋪上復寫紙、白紙；
C．從斜槽某高處同一點A由靜止開始釋放小球多次，找出鋼球的落點P；
D．測出A點與槽口之間的高度H，槽口B與地面的高度h以及O點與鋼球落點P之間的距離S．
①請根據(jù)所測量數(shù)據(jù)的字母，寫出鋼球從斜槽上滾下過程中：重力勢能的減少量△E_p=mgH，動能的增加量△E_K=$\frac{mg{S}^{2}}{4h}$（小球質(zhì)量為m）．
②如何減小上述實驗中出現(xiàn)的誤差：找出鋼球的平均落點，減小斜槽的摩擦阻力等等（至少寫出一條）．

Answer 1

分析 根據(jù)鋼球的落點，依據(jù)平拋運動的規(guī)律，即可求解拋出速度．從而求出動能，再根據(jù)下落的高度，確定重力勢能減小量；
該實驗的誤差主要來源于鋼球的水平位移，以及斜槽摩擦阻力的存在．

解答 解：①從起點O到P的過程中重力勢能減少量是：△E_p=mgH；
槽口B與地面的高度h以及O點與鋼球落點P之間的距離S，根據(jù)平拋運動的規(guī)律，則有：S=v₀t；h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$，
因此v₀=$S\sqrt{\frac{g}{2h}}$；
那么增加的動能：△E_K=$\frac{1}{2}$m${v}_{0}^{2}$=$\frac{mg{S}^{2}}{4h}$；
②因為鋼球下落過程中受到斜槽阻力作用，且鋼球的水平位移不準確．
故答案為：①mgH，$\frac{mg{S}^{2}}{4h}$；②找出鋼球的平均落點，減小斜槽的摩擦阻力等等．

點評 考查利用平拋運動規(guī)律來確定獲得的水平初速度，并掌握機械能守恒定律的條件，注意重力勢能減小量的對應高度．