Question

【題目】沖擊擺為一個右端開口、底面水平的小鐵盒，可繞水平軸O在豎直平面內轉動，內部放有一直徑略小于鐵盒邊長的小球Q．豎直刻度板固定在水平桌面上，在其上O的正下方安裝有一擋板K，它能阻擋鐵盒的運動但不影響Q的運動．在地面上，將一塊附上復寫紙和白紙的木板豎直立于小球拋出點的正前方，如圖所示．某同學用該沖擊擺驗證機械能守恒定律，主要實驗步驟如下：
①將沖擊擺拉到P點由靜止釋放，擺到最低點時鐵盒被K擋住，小球水平飛撞在木板上留有痕跡A；
②將木板向右移動x，再讓擺從P點由靜止釋放，小球撞到木板上留下痕跡B；
③將木板向右再移動距離x，同樣讓擺從P點由靜止釋放，小球撞到木板上留下痕跡C；
④測出AB間距為y1 ， AC間距離為y2 ．
已知小球的質量為m（kg），當地的重力加速度為g（m/s2）．完成下列填空：

（1）小球擺到最低點時的速度v=（用題中物理量的字母表示）；
（2）某次實驗中測得x=10.0cm，y1=2.10cm，y2=8.40cm，則擺動過程中小球動能的增加量為△Ek=J；
（3）本次實驗中在刻度板上讀出P點到K小球下降的高度h=12.8cm，則小球在擺動過程中重力勢能的減少量為|△Ep|=J；
（4）比較（2）、（3）中△Ek和|△Ep|的值，發現△Ek和|△Ep|并不相等，造成這一結果的具體原因是 ． （寫出一條即可）

Answer 1

【答案】
（1）
（2）0.12mg
（3）0.13mg
（4）空氣阻力的影響，木板未能保持豎直等
【解析】解：（1）小球通過最低點后做平拋運動，在豎直方向上，根據 得，
T= ，
則小球擺到最低點的速度v= = ．（2）小球在擺到過程中動能的增加量 = = ≈0.12mgJ．（3）小球在擺動過程中重力勢能的減少量為|△Ep|=mgh=0.128mg≈0.13mgJ．（4）發現△Ek和|△Ep|并不相等，造成這一結果的具體原因是空氣阻力的影響，木板未能保持豎直等．
所以答案是：（1） ，（2）0.12mg，（3）0.13mg，（4）空氣阻力的影響，木板未能保持豎直等．
【考點精析】關于本題考查的平拋運動，需要了解特點:①具有水平方向的初速度;②只受重力作用，是加速度為重力加速度g的勻變速曲線運動；運動規律:平拋運動可以分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動才能得出正確答案．