Question

【題目】某同學(xué)設(shè)計了如圖(a)所示的裝置驗(yàn)證小球擺動過程中的機(jī)械能守恒.實(shí)驗(yàn)中小球到達(dá)B點(diǎn)時恰好與桌面接觸但沒有彈力，D處的箭頭處放一鋒利的刀片，細(xì)線到達(dá)豎直位置時被割斷，小球做平拋運(yùn)動落到地面，P是一刻度尺.該同學(xué)方案的優(yōu)點(diǎn)是只需利用刻度尺測量A位置到桌面的高度h、桌面到地面的高度H及平拋運(yùn)動的水平位移L即可.

(1)用游標(biāo)卡尺測出小球的直徑d如圖(b)所示，d＝________cm；

(2)為了測量小球下降的高度，若不測小球的直徑d，則從位置A中________(選填“球的下邊沿”或“球心”)到桌面的距離即為小球下降的高度h；

(3)實(shí)驗(yàn)中改變h，多測幾次h和L的數(shù)值，作出如圖(c)所示的圖象1，則該圖線的斜率k＝________可證明小球下擺過程中機(jī)械能守恒；

(4)若作出的圖象為如圖(c)所示的圖象2，原因是________________________.

Answer 1

【答案】(1)1.140 (2)球的下邊沿 (3)4H

(4)h測大了

【解析】(1)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為

d＝1.1×10mm＋8×0.05mm＝11.40mm＝1.140cm.

(2)由平拋運(yùn)動性質(zhì)可知，對于豎直方向的高度是球下邊沿離開桌面到下落到地面的距離，故位置A到桌面的高度h應(yīng)從球下邊沿開始測量；

(3)球做圓周運(yùn)動時有：

mgh＝mv2；

球做平拋運(yùn)動有：

H＝gt2，L＝vt；

聯(lián)立得：L2＝4Hh

即斜率k＝4H，可證明下擺過程中機(jī)械能守恒.

(4)h測大了.