Question

某學生用“驗證碰撞中動量守恒”的器材（如圖）來驗證鋼球從斜槽滑下機械能守恒,實驗步驟如下：

(1)把斜槽固定在實驗臺邊沿,調整斜槽出口使出口處切線水平.

(2)出口處拴重垂線,使出口投影落于水平地面O點,地面鋪復寫紙、白紙.

(3)從斜槽某一高度處同一點A從靜止開始放球多次,找出平均落地點P.則

①如果斜槽厚度不計,應測量的數據有_____________________________________________.

②根據應取數據字母寫出機械能守恒的表達式______________________________________.

Answer 1

①A點至桌面的高度h₁、出口至地面O點的高度h₂、球的落地點P至O點距離s

②s²=4h₁h₂

解析：本題要驗證鋼球從斜槽滑下機械能守恒,根據題中給出的實驗步驟來看,必須驗證鋼球下落過程中表達式mgh=mv²成立.即需計算勢能的減少量mgh和動能的增加量mv²,并進行比較.所以需測量的數據有：

A點至桌面的高度h₁;

出口至地面O點的高度h₂;

球的落地點P至O點距離s.

據平拋運動規律,可知球平拋運動的水平速度

v===s                                                          ①

若鋼球從斜槽下滑時機械能守恒

則有：mgh₁=mv²                                                             ②

①②聯立解得：s²=4h₁h₂

上式即為所求的機械能守恒表達式.