Question

(8分)某研究性学习小组用如图（a）所示装置验证机械能守恒定律．让一个摆球由静止开始从A位置摆到B位置，若不考虑空气阻力，小球的机械能应该守恒，即mv ²= mgh．直接测量摆球到达B点的速度v比较困难．现让小球在B点处脱离悬线做平抛运动，利用平抛的特性来间接地测出v．如图（a）中，悬点正下方P点处放有水平放置炽热的电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出作平抛运动．在地面上放上白纸，上面覆盖着复写纸，当小球落在复写纸上时，会在下面白纸上留下痕迹．用重锤线确定出A、B点的投影点N、M．重复实验10次（小球每一次都从同一点由静止释放），球的落点痕迹如图（b）所示，图中米尺水平放置，零刻度线与M点对齐．用米尺量出AN的高度h₁、BM的高度h₂，算出A、B两点的竖直距离，再量出M、C之间的距离x，即可验证机械能守恒定律．已知重力加速度为g，小球的质量为m．

①根据图（b）可以确定小球平抛时的水平射程为           cm．

②用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v₀ =          ．

③用测出的物理量表示出小球从A到B过程中，重力势能的减少量ΔE_P =          _，动能的增加量ΔE_K=     ____________．

 

Answer 1

(1)64.5cm（64.3—65.3cm均可）；  (2)     (3)mg(h1－h2)，

解析:(1)用圆规画一个圆，圆心就是落地点，再测量水平射程NC长度(2)由竖直的自由落体运动，水平方向可求出水平速度为(3)略