2.老師利用如圖甲所示的裝置演示動能與重力勢能的相互轉(zhuǎn)化后,小光想:小球在擺動過程中的機械能的大小是否與細線的長度有關呢?為了探究此問題,他設計了以下實驗裝置:將無彈性的細線上端固定在鐵架臺上,下端拴住小球,使小球擺動到最低點時恰好撞擊靜止在水平桌面上的木塊,如圖乙所示。(不計細線固定端的摩擦與空氣阻力)
(1)小光將長為l的細線拉至水平狀態(tài)靜止時,小球具有的機械能是以
能的形式存在。
(2)釋放小球后,木塊被小球撞擊并在水平桌面上滑動了一段距離s,在此過程中木塊克服
力做功。
(3)小光多次改變拴小球的細線長度,并調(diào)整細線固定端的位置,每次均將小球拉至細線處于水平狀態(tài)時自由釋放,使它擺動到相同的最低點撞擊同一木塊,測出木塊被撞擊后運動的距離,通過比較運動距離的長短來判斷小球具有的機械能大小。請你分析小光的實驗方案是否可行?
,理由是:
。
(4)小光想:細線沒有彈性,如果換成長度為l′(l′<l)的橡皮筋拴住小球,并保持小球在第(1)問的水平高度靜止(如圖丙所示),自由釋放小球后,若仍能擺動到原來的最低點撞擊同一木塊,那么借助橡皮筋的彈性應該能使木塊運動的距離大于s。請你從能量轉(zhuǎn)化的角度分析這一設想是否正確?
。