Question

【题目】冲击摆为一个右端开口、底面水平的小铁盒，可绕水平轴O在竖直平面内转动，内部放有一直径略小于铁盒边长的小球Q．竖直刻度板固定在水平桌面上，在其上O的正下方安装有一挡板K，它能阻挡铁盒的运动但不影响Q的运动．在地面上，将一块附上复写纸和白纸的木板竖直立于小球抛出点的正前方，如图所示．某同学用该冲击摆验证机械能守恒定律，主要实验步骤如下：
①将冲击摆拉到P点由静止释放，摆到最低点时铁盒被K挡住，小球水平飞撞在木板上留有痕迹A；
②将木板向右移动x，再让摆从P点由静止释放，小球撞到木板上留下痕迹B；
③将木板向右再移动距离x，同样让摆从P点由静止释放，小球撞到木板上留下痕迹C；
④测出AB间距为y1 ， AC间距离为y2 ．
已知小球的质量为m（kg），当地的重力加速度为g（m/s2）．完成下列填空：

（1）小球摆到最低点时的速度v=（用题中物理量的字母表示）；
（2）某次实验中测得x=10.0cm，y1=2.10cm，y2=8.40cm，则摆动过程中小球动能的增加量为△Ek=J；
（3）本次实验中在刻度板上读出P点到K小球下降的高度h=12.8cm，则小球在摆动过程中重力势能的减少量为|△Ep|=J；
（4）比较（2）、（3）中△Ek和|△Ep|的值，发现△Ek和|△Ep|并不相等，造成这一结果的具体原因是 ． （写出一条即可）

Answer 1

【答案】
（1）
（2）0.12mg
（3）0.13mg
（4）空气阻力的影响，木板未能保持竖直等
【解析】解：（1）小球通过最低点后做平抛运动，在竖直方向上，根据 得，
T= ，
则小球摆到最低点的速度v= = ．（2）小球在摆到过程中动能的增加量 = = ≈0.12mgJ．（3）小球在摆动过程中重力势能的减少量为|△Ep|=mgh=0.128mg≈0.13mgJ．（4）发现△Ek和|△Ep|并不相等，造成这一结果的具体原因是空气阻力的影响，木板未能保持竖直等．
所以答案是：（1） ，（2）0.12mg，（3）0.13mg，（4）空气阻力的影响，木板未能保持竖直等．
【考点精析】关于本题考查的平抛运动，需要了解特点:①具有水平方向的初速度;②只受重力作用，是加速度为重力加速度g的匀变速曲线运动；运动规律:平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动才能得出正确答案．