Question

(10分)某同學用如圖甲所示的裝置驗證小球沿斜面運動的過程中機械能是否守恒，斜面的末端與水平桌面相切，不計小球在該處的能量損失，小球從離桌面高h處由靜止釋放，小球離開桌面后發(fā)生的水平位移為s，桌面高為H，改變小球釋放的位置，記錄多組h、s值。

⑴若小球在運動的過程中機械能守恒，則h與s²間的關系式為                     ；
⑵某同學根據(jù)實驗結果，畫出了h-s²圖象(如圖乙所示)，發(fā)現(xiàn)圖象不過原點，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是
                               ，改進的措施可以有                                        (寫出一條即可)，隨著s的增大，圖象有彎曲的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象的原因是                              ，改進的措施可以有                                        (寫出一條即可)；

Answer 1

⑴h＝；⑵小球與斜面、桌面間有摩擦，改用動摩擦因數(shù)更小的斜面和桌面(或減小水平桌面的長度，或換用氣墊導軌)，小球運動過程中受到空氣阻力的作用，換用密度大一點的實心球進行實驗(或球面更光滑)。

試題分析：⑴若小球在運動的過程中機械能守恒，則小球離開桌面后做平拋運動，設小球離開桌面瞬間的速度為v，有：s＝，在小球釋放到運動至桌面的過程中，有：mgh＝，聯(lián)立以上兩式解得：h＝＝；
⑵圖象的圖線不過原點，從題圖上看，存在了縱截距，即小球從一定的高度處釋放后，運動至桌邊緣恰好速度為零，再自由落體至地面，致使s＝0，因此產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是小球與斜面、桌面間有摩擦，改進的措施是設法減小摩擦阻力，因此可以改用動摩擦因數(shù)更小的斜面、桌面，或減小水平桌面的長度，或換用氣墊導軌，隨著s的增大，小球離開桌面時的速度應增大，圖象有彎曲的現(xiàn)象，說明圖線的斜率發(fā)生了改變，即H變化的比率不同，因此這種現(xiàn)象的原因是小球離開桌面后除受重力以外，還受到了空氣阻力的作用，改進的措施是設法使阻力相對重力可忽略，即換用密度大一點的實心球進行實驗，或球面更光滑。