Question

如圖所示：某同學(xué)在水平桌面上用木塊和光滑木板做成一個(gè)斜面，使一個(gè)小鋼球從斜面上某一位置滾下，鋼球沿桌面飛出，只用一把刻度尺進(jìn)行測(cè)量，探究鋼球在斜面上運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能是否守恒．回答相關(guān)問(wèn)題：
（1）寫(xiě)出需要測(cè)量的物理量，并用相應(yīng)的字母表示：

鋼球釋放點(diǎn)到桌面的高度h₁

、

桌面到地面的高度h₂

、

球落地點(diǎn)到桌子邊的水平距離為s

（2）在誤差允許的范圍內(nèi)，機(jī)械能守恒應(yīng)滿足的關(guān)系式

s²=4h₁h₂

（用上面字母表示）
（3）寫(xiě)出一條影響機(jī)械能守恒的因素

由于斜面或桌面上的摩擦

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求出鋼球離開(kāi)桌面時(shí)的初速度．驗(yàn)證小球些斜面上下滑到桌面過(guò)程中機(jī)械能守恒，需測(cè)量鋼球釋放時(shí)球離桌面的高度，因此明確了實(shí)驗(yàn)原理即可知道需要測(cè)量的物理量．
（2）根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，x=v₀t，y=

1

2

gt2，求出物體平拋的初速度，根據(jù)功能關(guān)系可知，小鋼球從斜面上某一位置滾下時(shí)重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，由此可求出驗(yàn)證機(jī)械能守恒的表達(dá)式．
（3）影響小鋼球機(jī)械能守恒的主要因素是鋼球和接觸面之間的摩擦．

解答：解：（1）該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理為：根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律求出鋼球滑動(dòng)桌面時(shí)的速度，小鋼球從斜面上滾下時(shí)重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能．因此為了求出小球滑到桌面時(shí)的速度，需要測(cè)量桌面到地面的高度h₂，球落地點(diǎn)到桌子邊的水平距離為s，為求出鋼球從斜面滑到桌面時(shí)重力勢(shì)能的減小量，需要測(cè)量鋼球釋放點(diǎn)到桌面的高度h₁．
（2）根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有：
h2=

1

2

gt2
s=v₀t
由此可求出鋼球滑動(dòng)桌面的動(dòng)能為：EK=

1

2

m

v

2 0

=

ms2g

4h2

從釋放點(diǎn)到桌面鋼球重力勢(shì)能的減小量為：△E_p=mgh₁
由E_k=△E_P可知需要驗(yàn)證的表達(dá)式為：s²=4h₁h₂．
（3）該過(guò)程中影響機(jī)械能守恒的主要因素是鋼球與桌面和斜面之間不可避免的存在摩擦．
故答案為：（1）鋼球釋放點(diǎn)到桌面的高度h₁，桌面到地面的高度h₂，球落地點(diǎn)到桌子邊的水平距離為s；（2）s²=4h₁h₂；（3）由于斜面或桌面上的摩擦．

點(diǎn)評(píng)：只有明確了實(shí)驗(yàn)原理以及實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)測(cè)量，才能明確各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作的具體含義，這點(diǎn)要在平時(shí)訓(xùn)練中加強(qiáng)練習(xí)，同時(shí)要加強(qiáng)基本物理規(guī)律在物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用．