Question

某研究性學(xué)習(xí)小組用如圖（a）所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．讓一個擺球由靜止開始從A位置擺到B位置，若不考慮空氣阻力，小球的機(jī)械能應(yīng)該守恒，即．直接測量擺球到達(dá)B點(diǎn)的速度v比較困難．現(xiàn)讓小球在B點(diǎn)處脫離懸線做平拋運(yùn)動，利用平拋的特性來間接地測出v．如圖（a）中，懸點(diǎn)正下方P點(diǎn)處放有水平放置熾熱的電熱絲，當(dāng)懸線擺至電熱絲處時(shí)能輕易被燒斷，小球由于慣性向前飛出作平拋運(yùn)動．實(shí)驗(yàn)步驟如下（將下列實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整，自己設(shè)定需用的字母）：
（1）在地面上放上白紙，上面覆蓋著復(fù)寫紙，當(dāng)小球落在復(fù)寫紙上時(shí)，會在下面白紙上留下痕跡．
（2）用重錘線確定出A、B點(diǎn)的投影點(diǎn)N、M．
（3）讓小球每一次都______釋放，重復(fù)實(shí)驗(yàn)10次．球的落點(diǎn)痕跡如圖（b）所示，圖中米尺水平放置，零刻度線與M點(diǎn)對齊．
（4）用米尺量出______，算出A、B兩點(diǎn)的豎直距離，再量出______，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．已知重力加速度為g，小球的質(zhì)量為m．
（5）數(shù)據(jù)處理
①根據(jù)圖（b）可以確定小球平拋時(shí)的水平射程為______cm．
②表示出小球平拋時(shí)的初速度v=______

Answer 1

【答案】分析：實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證A到B的過程中機(jī)械能是否守恒，即判斷A到B過程中動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等．小球在B點(diǎn)的速度通過平拋運(yùn)動的知識解決．
解答：解：（3）小球每次釋放時(shí)，要從同一點(diǎn)由靜止釋放，保證到達(dá)B點(diǎn)的速度相同．
（4、5）用米尺測量出AN的高度h₁、BM的高度h₂，M、C之間的距離x，根據(jù)，x=vt，得到．
則動能的增加量，重力勢能的減小量△E_p=mg（h₁-h₂）．
小球平拋運(yùn)動的水平射程為65.0cm．
實(shí)驗(yàn)的誤差可能來自小球在運(yùn)動過程中受到阻力； 長度測量； 懸線擺至電熱絲處時(shí)損失機(jī)械能； 小球落地點(diǎn)位置的確定等．
故答案為：（3）同一點(diǎn)由靜止釋放，（4）AN的高度h₁、BM的高度h₂，M、C之間的距離x
（5）①65.0 （64.0～-65.5）②x.       ③mg（h₁-h₂），
④小球在運(yùn)動過程中受到阻力；     長度測量；   懸線擺至電熱絲處時(shí)損失機(jī)械能；   小球落地點(diǎn)位置的確定等．（說出任意合理的一條都對）
點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理，驗(yàn)證A到B過程中動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等．