Question

某学生用“验证动量守恒定律”的器材（如图所示）来验证钢球沿斜槽滚下过程中机械能守恒，他的实验步骤如下：
A．把斜槽固定在实验台边缘，调整斜槽出口使出口处切线水平；
B、出口末端拴上重锤线，使出口末端投影落于水平地面O点，地面上铺复写纸、白纸；
C、从斜槽某高处同一点A由静止开始释放球多次，找出平均落地点P．
问：（1）应测量哪些数据？______；
（2）根据（1）中测量数据字母，求钢球在斜槽上滚下过程中：△E_p=______，△E_k=______．

Answer 1

【答案】分析：（1）在误差允许的范围内，小球在斜面上滚下过程机械能守恒，故需验证表达式mgH=；根据表达式判断待测量；
（2）根据小球平抛运动的分位移公式求解平抛的初速度，重力势能的减小量为mgH，动能增加量为．
解答：解：（1）在误差允许的范围内，小球在斜面上滚下过程机械能守恒，故需验证表达式mgH=；
由于等式两边的质量可以约去，故质量可以不测量；
根据平抛运动分位移公式，有：
h=；
s=vt；
联立解得：v=s；
故需要测量的物理量有：A点距台面高度H，斜槽出口距地面高度h，OP间距离s；
（2）球在斜槽上滚下过程中，重力势能的减小量为：△E_p=mgH；
动能增加量为：△E_k==×m×（s）²=；
故答案为：（1）A点距台面高度为H，斜槽出口距地面高度为h，OP间距离为s；（2）mgH；．
点评：本题关键明确哪一段过程机械能守恒，速度如何测量；是平抛运动实验和验证机械能守恒定律实验的综合，学生可以自己动手在教室中实验．