研究摆动过程中的能量转换

　　在摆动过程中，如果不计阻力的影响，势能与动能相互转换，总机械能守恒。可以用下面简单的实验来验证。

　　器材：细线，铁球（或石块），刀片，直尺等。

　　如图1．45所示，用细线拴住铁球或石块作成摆，将摆线悬挂在墙上的钉子上。实验时，请一同学将摆球偏离平衡位置B，测出小球在A点处升高的高度h₁。另一 同学手持刀片置于平衡位置略上一点的地方。释放摆球，当摆球经过平衡位置时，摆线被刀片割断，小球即作平抛运动。在地面事先放置的白纸和复写纸上打下落点的痕迹，测出射程s和抛出点离地面的高度h₂。根据平抛运动的规律可知，小球在B点时的速度v_B可这样求出：

　　摆球在A点时相对于B点的势能为，在B点时动能，如果满足机械能守恒定律，可得

　　即　　　　　　

　　得　　　　　　

实际上，由于克服阻力做功和刀片切割摆线的影响等原因，，其效率

　　请记录你们的实验结果，并思考如下问题：如果维持（h₁＋h₂）为一常数，在什么情况下射程最远？提示：维持h₁＋h₂＝H不变，射程，请选定一些数字代入此式，并猜测h₁取多大时射程最远。

 

选自：《高中物理课外实验》