Question

20．如圖所示，AB為光滑圓弧軌道，BC為光滑水平桌面．小華讓一只小球從A點沿軌道AB自由滑下，經桌面BC飛出，落在D點．（不計空氣阻力）
（1）小球在A點時具有重力勢能．小球從A運動到B的過程中，機械能不變（選填“增大”、“不變”或“減小”）；小球在BC段運動的過程中，重力對小球不做功（選填“做功”或“不做功”）；若小球飛出桌面C點時，所受的力全部消失，小球將水平勻速直線運動．
（2）改變一些條件多次實驗，小華發現小球的落地點并不固定，那么小球的落地距離s與哪些因素有關呢？
①猜想影響小球落地距離s大小的因素可能是小球在軌道AB上的高度h（寫出一個影響因素）．
②驗證你猜想的簡要做法是保持桌面離地面高度H等其他條件不變，只改變小球在軌道AB上的高度h，多次測出小球落地距離s．

Answer 1

分析 （1）重力勢能與質量和高度有關；AB為光滑圓弧軌道，摩擦力為零，機械能守恒；做功的兩個要素：力與在力的方向上移動的距離；用牛頓第一定律分析；
（2）影響小球落地距離s大小的因素可能是高度、速度等，根據實驗現象來驗證猜想．

解答 解：重力勢能與質量和高度有關，在A點小球有高度且有質量，故小球有重力勢能；
AB為光滑圓弧軌道，摩擦力為零，機械能守恒，故機械能不變；
BC段小球在水平方向上運動，在重力的方向上沒有移動距離，故BC段重力不做功；
若小球飛出桌面C點時，所受的力全部消失，小球將做水平勻速直線運動．
（2）①小球落地距離s大小的因素可能是小球在軌道AB上的高度h有關；
②保持桌面離地面高度H等其他條件不變，只改變小球在軌道AB上的高度h，多次測出小球落地距離s．
故答案為：（1）重力勢；不變；不做功；水平勻速直線；（2）小球在軌道AB上的高度h；保持桌面離地面高度H等其他條件不變，只改變小球在軌道AB上的高度h，多次測出小球落地距離s．

點評 此題考查功的計算、機械能守恒、機械能和其他形式的能的轉化，分析能量轉化時，就看什么能量減少了，什么能量增加，總是減少的能量轉化為增加的能量．