Question

（6分）如右圖所示裝置可用來驗證機械能守恒定律。擺錘A栓在長L的輕繩一端，另一端固定在O點，在A上放一個小鐵片，現將擺錘拉起，使繩偏離O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L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。為了求出這一速度，實驗中還應該測量哪些物理量：___________________________。
（2）根據測得的物理量表示擺錘在最低點的速度v=_______________。
（3）根據已知的和測得的物理量，寫出擺錘在運動中機械能守恒的關系式為______。

Answer 1

（1）遇到擋板之后鐵片的水平位移s和堅直下落高度h （2分）
（2） （2分）   （3）  （2分）

試題分析：（1）平拋運動豎直方向為自由落體運動，運動時間，水平方向勻速直線運動，所以只要測量出豎直下落的高度和水平位移即可。（2）根據平拋運動規律可得。（3）擺錘下落過程，重力勢能轉化為動能，擺錘下落過程，減少的重力勢能為，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。