Question

【題目】某同學在家里做“驗證機械能守恒定律”的實驗，他設計的實驗裝置如圖所示，用細線的一端系住一個較重的小鐵鎖（可看成質點），另一端纏系在一支筆上，將筆放在水平桌面的邊上，用較重的書壓住。將鐵鎖拉至與桌面等高處（細線拉直），然后自由釋放。在筆的正下方某合適位置放一小刀，鐵鎖經過時，細線立即被割斷，鐵鎖繼續向前運動，落在水平地面上。測得水平桌面高度為h，筆到鐵鎖的距離為l，筆到鐵鎖落地的水平距離為s。若滿足s2=___________（用l、h表示），即可驗證鐵鎖從釋放至運動到筆的正下方的過程中機械能守恒。

Answer 1

【答案】4l(h-l)

【解析】

根據平拋運動的規律和重力勢能的減小量等于動能的增加量，得出表達式；

解：物體做圓周運動過程由動能定理得：

物體做平拋時，由平拋運動規律得：，

解得：

則有：