Question

【題目】如圖所示，質量為m的小球從A點靜止釋放，在沒有空氣阻力的情況下，沿無摩擦軌道運動（其中BC段水平）。已知重力勢能為E勢=mgh（h為小球離軌道BC的高度，當小球運動到B點時，h=0），動能為E動=（v為小球運動的速度）

(1)小球在A點的機械能E= ______（用題目所給物理量表示）

(2)小球從A點靜止釋放到達B點時的速度vB

①請根據題目所給信息，推導出vB=______

②根據vB=，推測vB與小球的質量m是否有關_____；

(3)現有形狀大小相同的小球，這些小球有的質量相等，有的質量不等，寫出出驗證你的推測的實驗步驟______（若有需要，可補允器材）。

Answer 1

【答案】mgh 因為不計空氣阻力與摩擦，機械能不變，所以B點的動能等于A點的機械能，即mv2/2=mgh，所以vB= 無關 取質量不同的小球，均從A點由靜止釋放，分別記錄小球經過BC段所用時間，發現所用時間相同，證明各小球到達水平面的速度與小球質量無關。

【解析】

(1)[1]小球在A點時，速度為0，因此動能0，而重力勢能，所以機械能

(2) ①[2] 因為不計空氣阻力與摩擦，機械能不變，所以B點的動能等于A點的機械能，即

所以

②[3] vB的表達式中，沒有質量這一物理量，說明vB與小球的質量無關。

(3)[4]選取質量不同的小球，均從A點由靜止釋放，分別記錄小球經過BC段所用時間，發現所用時間相同，證明各小球到達水平面的速度與小球質量無關。