Question

【題目】某同學設計了如圖所示的裝置去驗證小球擺動過程中的機械能守恒，實驗中小球到達B點(圖中未標出)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，細線到達豎直位置時被割斷，小球做平拋運動落到地面，P是一刻度尺。該同學方案的優點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及平拋運動的水平位移L即可。

（1）測量A位置到桌面的高度h應從____________開始測(選填“球的下邊沿”或“球心”)。

（2）實驗中改變h多測幾次h和L的數值，利用作圖像的方法去驗證。該同學取縱軸表示L，則橫軸應表示________。

（3）若所作圖像的斜率為k，則滿足_____________關系即可證明小球下擺過程中機械能守恒。

Answer 1

【答案】 球的下邊沿

【解析】（1）球做平拋運動，根據水平方向勻速直線與豎直方向自由落體，對于豎直方向的高度是球下邊沿離開桌面，到下落到地面，因此測量A位置到桌面的高度h應從球下邊沿開始測量；（2）根據球做平拋運動，則有： ，聯立解得： ，而球做圓周運動時，則有： ，聯立解得： ，因此該同學取縱軸表示L，則橫軸應表示；（3）若所作圖象的斜率為k，根據第（2）問，則滿足，即可證明下擺過程中，機械能守恒．