Question

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    ．

Answer

根据y及L，运用平抛知识可求出小球到达B点时的速度v，即平抛运动的初速度．根据验证方程mgh=，还需要测量AB间高度h．将v用y、L表示，代入得到表达式．机械能减小的因为是由于摩擦力的存在．
【解析】
①②由y=，得t=
    平抛运动的初速度v==L
    代入需要验证的方程mgh=，得
          gh=
    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=  
  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=
   （3）下滑过程中小球克服摩擦力做功