问题
问答题
一同学在学习了机械能守恒定律后,认为小球沿竖直光滑曲面自由下滑的过程机械能是守恒的,于是设计了如力图所示的实验装置加以验证,图中曲面固定,底端B处切线水平且与桌的右边缘相齐,他的实验步骤如下:
a.在木板表面先后钉上白纸和复写纸,并将木板竖直立于靠近桌面右边缘处,使小球从曲面上某点A由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹O;
b.将木板向右平移适当的距离固定,再使小球由A点静止释放,撞到木板上得到痕迹P;
c.测出OP的距离y,竖直木板向右移动的距离L,查出当地重力加速度g.
(1)要验证小球由A到B过程中机械能守恒,还需测量的物理量及符号是______.
(2)用上述测量验证机械能守恒的表达式应该是______.
(3)从实验结果来看,小球沿曲面下滑的过程机械能是减少的,原因是______.

答案
①②由y=
gt2,得t=1 2 2y g
平抛运动的初速度v=
=LL t g 2y
代入需要验证的方程mgh=
mv2,得1 2
gh=L2g 4y
故还测量AB间的高度h,由测量量表示的需要验证的方程是:gh=L2g 4y
③小球沿曲面下滑的过程,小球克服摩擦力做功,机械能减少变成了内能.
故本题答案是:
(1)AB间的高度h;
(2)gh=L2g 4y
(3)下滑过程中小球克服摩擦力做功