Question

（2008?茂名二模）某學(xué)生用“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的器材（如圖所示）來(lái)驗(yàn)證鋼球沿斜槽滾下過(guò)程中機(jī)械能守恒，他的實(shí)驗(yàn)步驟如下：
A．把斜槽固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)邊緣，調(diào)整斜槽出口使出口處切線(xiàn)水平；
B、出口末端拴上重錘線(xiàn)，使出口末端投影落于水平地面O點(diǎn)，地面上鋪復(fù)寫(xiě)紙、白紙；
C、從斜槽某高處同一點(diǎn)A由靜止開(kāi)始釋放球多次，找出平均落地點(diǎn)P．
問(wèn)：（1）應(yīng)測(cè)量哪些數(shù)據(jù)？

A點(diǎn)距臺(tái)面高度H，斜槽出口距地面高度h，OP間距離s

；
（2）根據(jù)（1）中測(cè)量數(shù)據(jù)字母，求鋼球在斜槽上滾下過(guò)程中：△E_p=

mgH

，△E_k=

mgs2

4h

．

Answer 1

分析：（1）在誤差允許的范圍內(nèi)，小球在斜面上滾下過(guò)程機(jī)械能守恒，故需驗(yàn)證表達(dá)式mgH=

1

2

mv2；根據(jù)表達(dá)式判斷待測(cè)量；
（2）根據(jù)小球平拋運(yùn)動(dòng)的分位移公式求解平拋的初速度，重力勢(shì)能的減小量為mgH，動(dòng)能增加量為

1

2

mv2．

解答：解：（1）在誤差允許的范圍內(nèi)，小球在斜面上滾下過(guò)程機(jī)械能守恒，故需驗(yàn)證表達(dá)式mgH=

1

2

mv2；
由于等式兩邊的質(zhì)量可以約去，故質(zhì)量可以不測(cè)量；
根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)分位移公式，有：
h=

1

2

gt2；
s=vt；
聯(lián)立解得：v=s

g 2h

；
故需要測(cè)量的物理量有：A點(diǎn)距臺(tái)面高度H，斜槽出口距地面高度h，OP間距離s；
（2）球在斜槽上滾下過(guò)程中，重力勢(shì)能的減小量為：△E_p=mgH；
動(dòng)能增加量為：△E_k=

1

2

mv2=

1

2

×m×（s

g 2h

）²=

mgs2

4h

；
故答案為：（1）A點(diǎn)距臺(tái)面高度為H，斜槽出口距地面高度為h，OP間距離為s；（2）mgH；

mgs2

4h

．

點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵明確哪一段過(guò)程機(jī)械能守恒，速度如何測(cè)量；是平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)的綜合，學(xué)生可以自己動(dòng)手在教室中實(shí)驗(yàn)．