精英家教網(wǎng)一同學(xué)利用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律.該弧形軌道的末端水平,離地面的高度為H.現(xiàn)將一鋼球從軌道的某一高度h處由靜止釋放,鋼球的平均落點距離軌道末端的水平距離為x.
(1)若實驗所測得的數(shù)據(jù)在誤差范圍內(nèi)滿足x2=
 
(用H、h表示),則說明鋼球從釋放到落地的過程中機械能守恒.
(2)實際上軌道是不光滑的,鋼球下滑過程需要克服摩擦力做功,已知測得鋼球的質(zhì)量為m,則鋼球在下滑過程中克服摩擦力做功大小為
 
.(不計空氣阻力)
分析:(1)現(xiàn)根據(jù)小球離開桌面后做平拋運動求得小球離開桌面時的速度,再根據(jù)小球在斜槽上運動過程中機械能守恒,求得表達式.
(2)軌道若不光滑,根據(jù)動能動能定理列式求解.
解答:解:(1)小球離開桌面后做平拋運動,有
x=v0t
H=
1
2
gt2

則小球離開桌面時的速度為v0=x
g
2H

若實驗所測得的數(shù)據(jù)在誤差范圍內(nèi),則小球在斜槽上運動過程中機械能守恒,根據(jù)機械能守恒定律有
mgh=
1
2
mv02

mgh=
1
2
m(x
g
2H
)2

所以mgh=
1
2
mx2
g
2H

解得x2=4Hh
(2)若軌道是不光滑的,鋼球下滑過程需要克服摩擦力做功,根據(jù)動能定理有
mgh+Wf=
1
2
m(x
g
2H
)2

解得Wf=mgh-
mgx2
4H

則鋼球在下滑過程中克服摩擦力做功大小為mgh-
mgx2
4H

故答案為:(1)4Hh,(2)mgh-
mgx2
4H
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(xué)生的創(chuàng)新思維.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(2010?寧河縣一模)(1)如圖,用游標卡尺觀察光的衍射現(xiàn)象時,調(diào)節(jié)游標尺和主尺兩測腳間的距離如圖所示.則形成的狹縫寬為
0.040
0.040
cm.
(2)驗證機械能守恒定律實驗所用的電源為學(xué)生電源,輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種.重錘從高處由靜止開始落下,重錘上拖著的紙帶通過打點計時器打出一系列的點,對紙帶上的點的痕跡進行測量,即可驗證機械能守恒定律.
①指出下列幾個實驗步驟中沒有必要進行的或者操作不恰當(dāng)?shù)牟骄郏?!--BA-->
ABC
ABC

A.將打點計時器接到電源的直流輸出端上;
B.用天平測量出重錘的質(zhì)量;
C.釋放懸掛紙帶的夾子,同時接通電源開關(guān)打出一條紙帶;
D.測量打出的紙帶上所選定的記數(shù)點之間的距離;
E.根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能.
②利用這個裝置也可以測量重錘下落的加速度a的數(shù)值.如圖所示,根據(jù)打出的紙帶,選取紙帶上打出的連續(xù)的五個點A、B、C、D、E,測出A點距起始點O的距離為S0,點A、C間的距離為S1,點C、E間的距離為S2,使用交流電的頻率為f,根據(jù)這些條件計算重錘下落加速度a的表達式為a=
f2
4
(s2-s1)
f2
4
(s2-s1)

(3)某組同學(xué)利用如圖所示的電路測定金屬電阻率,在測量時需要用刻度尺測出被測金屬絲的長度L,用螺旋測微器測出金屬絲的直徑d,用電流表和電壓表測出金屬絲的電阻RX
①請寫出測金屬絲電阻率的表達式:ρ=
πd2R
4L
πd2R
4L

②利用該電路進行實驗的主要操作過程是:
第一步:閉合電鍵S1,將電鍵S2接2,調(diào)節(jié)滑動變阻器 RP和r,使電壓表讀數(shù)盡量接近滿量程,讀出電壓表和電流表的示數(shù)U1、I1;請你接著寫出第二步,并說明需要記錄的數(shù)據(jù):
將電鍵S2接1,只調(diào)節(jié)滑動變阻器r,使電壓表讀數(shù)盡量接近滿量程,讀出這時電壓表和電流表的示數(shù)U2、I2
將電鍵S2接1,只調(diào)節(jié)滑動變阻器r,使電壓表讀數(shù)盡量接近滿量程,讀出這時電壓表和電流表的示數(shù)U2、I2
由以上記錄的數(shù)據(jù)計算出被測電阻RX的表達式為RX=
U1
I1
-
U2
I2
U1
I1
-
U2
I2

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科目:高中物理 來源:2011年河南省鄭州市高考物理質(zhì)檢試卷(二)(解析版) 題型:解答題

一同學(xué)利用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律.該弧形軌道的末端水平,離地面的高度為H.現(xiàn)將一鋼球從軌道的某一高度h處由靜止釋放,鋼球的平均落點距離軌道末端的水平距離為x.
(1)若實驗所測得的數(shù)據(jù)在誤差范圍內(nèi)滿足x2=______(用H、h表示),則說明鋼球從釋放到落地的過程中機械能守恒.
(2)實際上軌道是不光滑的,鋼球下滑過程需要克服摩擦力做功,已知測得鋼球的質(zhì)量為m,則鋼球在下滑過程中克服摩擦力做功大小為______.(不計空氣阻力)

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科目:高中物理 來源: 題型:

一同學(xué)利用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。該弧形軌道的末端水平,離地面的高度為H。現(xiàn)將一鋼球從軌道的某一高度h處由靜止釋放,鋼球的平均落點距離軌道末端的水平距離為x。

   (1)若實驗所測得的數(shù)據(jù)在誤差范圍內(nèi) 滿足=__________(用H、h表示),

則說明鋼球從釋放到落地的過程中機械能守恒。

   (2)實際上軌道是不光滑的,鋼球下滑過程需要克服摩擦力做功,已知測得鋼球的質(zhì)量為m,則鋼球在下滑過程中克服摩擦力做功大小為___________。(不計空氣阻力)

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科目:高中物理 來源:2010-2011學(xué)年江西省會昌中學(xué)高一下學(xué)期第一次月考物理試卷 題型:實驗題

一同學(xué)利用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。該弧形軌道的末端水平,離地面的高度為H,F(xiàn)將一鋼球從軌道的某一高度h處由靜止釋放,鋼球的平均落點距離軌道末端的水平距離為x。

(1)若實驗所測得的數(shù)據(jù)在誤差范圍內(nèi) 滿足=__________(用H、h表示),
則說明鋼球從釋放到落地的過程中機械能守恒。
(2)實際上軌道是不光滑的,鋼球下滑過程需要克服摩擦力做功,已知測得鋼球的質(zhì)量為m,則鋼球在下滑過程中克服摩擦力做功大小為___________。(不計空氣阻力)

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