Question

【題目】圖示裝置可用來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。擺錘A拴在長(zhǎng)L的輕繩一端，另一端固定在O點(diǎn)，在A上放一個(gè)小鐵片，現(xiàn)將擺錘拉起，使繩偏離豎直方向成θ角時(shí)由靜止開(kāi)始釋放擺錘，當(dāng)其到達(dá)最低位置時(shí)，受到豎直擋板P阻擋而停止運(yùn)動(dòng)，之后鐵片將飛離擺錘而做平拋運(yùn)動(dòng)。

（1）為了驗(yàn)證擺錘在運(yùn)動(dòng)中機(jī)械能守恒，必須求出擺錘在最低點(diǎn)的速度。若測(cè)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(cè)得的物理量表示擺錘在最低點(diǎn)的速度v= 。

（2）根據(jù)巳知的和測(cè)得的物理量，寫(xiě)出擺錘在運(yùn)動(dòng)中機(jī)械能守恒的關(guān)系式s2為 。

（3）改變繩偏離豎直方向的角θ的大小，測(cè)出對(duì)應(yīng)擺錘遇到擋板之后鐵片的水平位移s，若以s2為縱軸，則應(yīng)以_______（填“θ”“cosθ”或“sinθ”）為橫軸，通過(guò)描點(diǎn)作出的圖線(xiàn)是一條直線(xiàn)，該直線(xiàn)的斜率k0=____________（用已知的和測(cè)得的物理量表示）。

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）

【解析】試題分析：（1）根據(jù)鐵片做平拋運(yùn)動(dòng)有：s=v0t ①

h＝gt2②

聯(lián)立①②可解得：v0=

（2）重錘下落過(guò)程中機(jī)械能守恒，由mgh＝mv2得：則s2=4hL（1-cosθ）

（3）s2=4hL（1-cosθ），若以s2為縱軸，則應(yīng)以cosθ為橫軸，通過(guò)描點(diǎn)作出的圖線(xiàn)是一條直線(xiàn)，該直線(xiàn)的斜率，則s2=-4hLcosθ+4hL，所以該直線(xiàn)的斜率k0=-4hL