问题
实验题
(6分)如右图所示装置可用来验证机械能守恒定律。摆锤A栓在长L的轻绳一端,另一端固定在O点,在A上放一个小铁片,现将摆锤拉起,使绳偏离O竖直方向成θ角时由静止开始释放摆锤,当其到达最低位置时,受到竖直挡板P阻挡而停止运动,之后铁片将飞离摆锤而做平L抛运动。
(1)为了验证摆锤在运动中机械能守恒,必须求出摆锤在最低点的速度。为了求出这一速度,实验中还应该测量哪些物理量:___________________________。
(2)根据测得的物理量表示摆锤在最低点的速度v=_______________。
(3)根据已知的和测得的物理量,写出摆锤在运动中机械能守恒的关系式为______。
答案
(1)遇到挡板之后铁片的水平位移s和坚直下落高度h (2分)
(2) (2分) (3)
(2分)
题目分析:(1)平抛运动竖直方向为自由落体运动,运动时间
,水平方向匀速直线运动
,所以只要测量出竖直下落的高度
和水平位移
即可。(2)根据平抛运动规律可得
。(3)摆锤下落过程,重力势能转化为动能,摆锤下落过程,减少的重力势能为
,增加的动能为
,若减少的重力势能等于增加的动能则有
,整理可得
。