Question

18．某同學利用如圖1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，現(xiàn)將鋼球從軌道的不同高度h處由靜止釋放，鋼球的落地點距弧形軌道末端的水平距離為s．

（1）若軌道光滑，不計空氣阻力，則s與h的關(guān)系是s²=4Hh．
（2）該同學做實驗，測量得到一組數(shù)據(jù)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

請在圖2的坐標紙上作出有關(guān)s²和h的關(guān)系圖象．
（3）若H=0.50m，對比實驗結(jié)果與理論計算值，自同一高度由靜止釋放的鋼球水平拋出速率小于（填“小于”或“大于”）理論值．你認為造成上述誤差的可能原因是：因為鋼球在實際運動過程中受到摩擦力和空氣阻力作用．

Answer 1

分析 （1）結(jié)合平拋運動的規(guī)律以及機械能守恒定律求出s與h的關(guān)系式．
（2）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)描點作圖．
（3）由于鋼球在運動過程中受到摩擦力和空氣阻力，鋼球水平拋出的速率小于理論值．

解答 解：（1）根據(jù)機械能守恒定律和平拋運動規(guī)律可得
mgh=$\frac{1}{2}$mv²，H=$\frac{1}{2}$gt²，s=vt，
聯(lián)立可得s²=4Hh．
（2）根據(jù)所給的數(shù)據(jù)描點、連線，如圖所示．

（3）因為鋼球在實際運動過程中受到摩擦力和空氣阻力作用，自同一高度由靜止釋放的鋼球水平拋出速率小于理論值．
故答案為：（1）s²=4Hh，（2）如圖所示，（3）小于，因為鋼球在實際運動過程中受到摩擦力和空氣阻力作用．

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．