Question

【题目】某同学设计了如图(a)所示的装置验证小球摆动过程中的机械能守恒.实验中小球到达B点时恰好与桌面接触但没有弹力，D处的箭头处放一锋利的刀片，细线到达竖直位置时被割断，小球做平抛运动落到地面，P是一刻度尺.该同学方案的优点是只需利用刻度尺测量A位置到桌面的高度h、桌面到地面的高度H及平抛运动的水平位移L即可.

(1)用游标卡尺测出小球的直径d如图(b)所示，d＝________cm；

(2)为了测量小球下降的高度，若不测小球的直径d，则从位置A中________(选填“球的下边沿”或“球心”)到桌面的距离即为小球下降的高度h；

(3)实验中改变h，多测几次h和L的数值，作出如图(c)所示的图象1，则该图线的斜率k＝________可证明小球下摆过程中机械能守恒；

(4)若作出的图象为如图(c)所示的图象2，原因是________________________.

Answer 1

【答案】(1)1.140 (2)球的下边沿 (3)4H

(4)h测大了

【解析】(1)游标卡尺的读数为

d＝1.1×10mm＋8×0.05mm＝11.40mm＝1.140cm.

(2)由平抛运动性质可知，对于竖直方向的高度是球下边沿离开桌面到下落到地面的距离，故位置A到桌面的高度h应从球下边沿开始测量；

(3)球做圆周运动时有：

mgh＝mv2；

球做平抛运动有：

H＝gt2，L＝vt；

联立得：L2＝4Hh

即斜率k＝4H，可证明下摆过程中机械能守恒.

(4)h测大了.