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    14．探究小组利用传感器研究小球在摆动过程中的机械能守恒规律，实验装置如图1所示．在悬点处装有拉力传感器，可记录小球在摆动过程中各时刻的拉力值．小球半径、摆线的质量和摆动过程中摆线长度的变化可忽略不计．实验过程如下：
    ①测量小球质量m，摆线长L；
    ②将小球拉离平衡位置某一高度处无初速度释放，在传感器采集的数据中提取最大值为F，小球摆到最低点时的动能表达式为$\frac{1}{2}$（F-mg）L．（用上面给定物理量的符号表示）；
    ③改变释放高度h，重复上述过程，获取多组摆动高度h与对应过程的拉力最大值F的数据，在F-h坐标系中描点连线：
    ④通过描点连线，发现h与F成线性关系，如图2所示，可证明小球摆动过程中机械能守恒．
    ⑤根据F-h图线中数据，可知小球质量m=0.10 kg，摆线长L=0.80m（计算结果保留两位有效数字，重力加速度g=l0m/s2）

    分析 ②根据牛顿第二定律，结合向心力表达式，及动能表达式，即可求解；
    ⑤根据机械能守恒定律，结合图象的斜率与截距的含义，即可求解．

    解答 解：②根据牛顿第二定律，则有：F-mg=m$\frac{{v}^{2}}{R}$；
    而动能表达式为：EK=$\frac{1}{2}$mv2=$\frac{1}{2}$（F-mg）L；
    ⑤根据机械能守恒定律，则有：mgh=$\frac{1}{2}$（F-mg）L；
    那么F=$\frac{2mg}{L}$h+mg；
    而F-h图象中，截距为1，即mg=1N，
    则m=0.10kg；
    而图象的斜率k=2.5；
    因此L=0.80m；
    故答案为：②$\frac{1}{2}$（F-mg）L，⑤0.10，0.80．

    点评 考查牛顿第二定律与向心力表达式的内容，掌握机械能守恒定律的应用，理解图象的斜率及截距在本题的运用．

    练习册系列答案
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    A．验电器的金属小球和金属箔都不带电
    B．金属小球带负电，金属箔不带电
    C．金属小球带负电，金属箔带正电
    D．金属小球带负电，金属箔也带负电

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    （2）C刚离开档板时B物块的加速度a；
    （3）A由静止释放至C刚离开档板的过程中，细绳对A所做的功W．

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