Question

【題目】圖示裝置可用來驗證機械能守恒定律．擺錘A拴在長L的輕繩一端，另一端固定在O點，在A上放一個小鐵片，現(xiàn)將擺錘拉起，使繩偏離豎直方向成θ角時由靜止開始釋放擺錘，當其到達最低位置時，受到豎直擋板P阻擋而停止運動，之后鐵片將飛離擺錘而做平拋運動．

（1）為了驗證擺錘在運動中機械能守恒，必須求出擺錘在最低點的速度．若測得擺錘遇到擋板之后鐵片的水平位移s和豎直下落高度h，則根據(jù)測得的物理量表示擺錘在最低點的速度v=_____________________________．

（2）根據(jù)巳知的和測得的物理量，寫出擺錘在運動中機械能守恒的關(guān)系式s2=_____________________．

Answer 1

【答案】（1）； （2）；

【解析】

（1）[1]平拋運動，豎直方向為自由落體運動，有：

，

運動時間為：

，

水平方向勻速直線運動位移為：

s=vt，

可得：

；

（2）[2]擺錘下落過程，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，擺錘下落過程減少的重力勢能為：

△Ep=mgL(1cosθ)，

增加的動能為：

，

若減少的重力勢能等于增加的動能則有：

，

整理可得：