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一同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.该弧形轨道的末端水平,离地面的高...

一同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.该弧形轨道的末端水平,离地面的高度为H.现将一钢球从轨道的某一高度h处由静止释放,钢球的平均落点距离轨道末端的水平距离为x.
(1)若实验所测得的数据在误差范围内满足x2=______(用H、h表示),则说明钢球从释放到落地的过程中机械能守恒.
(2)实际上轨道是不光滑的,钢球下滑过程需要克服摩擦力做功,已知测得钢球的质量为m,则钢球在下滑过程中克服摩擦力做功大小为______.(不计空气阻力)

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(1)现根据小球离开桌面后做平抛运动求得小球离开桌面时的速度,再根据小球在斜槽上运动过程中机械能守恒,求得表达式. (2)轨道若不光滑,根据动能动能定理列式求解. 【解析】 (1)小球离开桌面后做平抛运动,有 x=vt 则小球离开桌面时的速度为 若实验所测得的数据在误差范围内,则小球在斜槽上运动过程中机械能守恒,根据机械能守恒定律有 即 所以 解得x2=4Hh (2)若轨道是不光滑的,钢球下滑过程需要克服摩擦力做功,根据动能定理有 解得 则钢球在下滑过程中克服摩擦力做功大小为mgh. 故答案为:(1)4Hh,(2)mgh.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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