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    如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？
    铁片遇到挡板后铁片的水平位移x和竖直下落高度h
    铁片遇到挡板后铁片的水平位移x和竖直下落高度h

    ②根据测得的物理量表示摆锤在最低点的速度v=
    x
    g
    2h
    x
    g
    2h
    ．
    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
    gx2
    4h
    =gL(1-cosθ)
    gx2
    4h
    =gL(1-cosθ)
    ．
    分析：①铁片在最低点飞出时做平抛运动，根据平抛运动的特点要求求出铁片平抛出去的水平速度，应该知道水平和竖直方向的位移大小；
    ②根据平抛运动的规律x=v0t，y=
    1
    2
    gt2    可以求出铁片在最低点的速度；
    ③重锤下落过程中机械能守恒，由mgh=
    1
    2
    mv2    可以求出其机械能守恒的表达式．
    解答：解：①铁片在最低点飞出时做平抛运动，平抛的初速度即为铁片在最低点的速度，
    根据平抛运动规律可知：x=v0t，y=
    1
    2
    gt2    ，
    因此要想求出平抛的初速度，应该测量遇到挡板后铁片的水平位移x和竖直下落高度h．
    ②根据铁片做平抛运动有：
    s=v0t      ①
    h=
    1
    2
    gt2        ②
    联立①②可解得：v0=x
    g
    2h

    ③下落到最低点过程中，铁片重力势能的减小量等于其重力做功，因此有：
    △Ep=mgh=mgL（1-cosθ）
    动能的增量为：△Ek=
    1
    2
    m
    v
    2
    0

    根据△EP=△Ek得机械能守恒的关系式为：
    gx2
    4h
    =gL(1-cosθ)    ．
    故答案为：①铁片遇到挡板后铁片的水平位移x和竖直下落高度h；②x
    g
    2h
    ；③
    gx2
    4h
    =gL(1-cosθ)    ．
    点评：本题比较简单，考查了平抛运动的基本规律和机械能守恒的基本知识，对于基础知识要加强理解和应用．
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    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，实验中还测量了遇到挡板之后铁片的水平位移S和竖直下落高度h．根据测得的物理量表示摆锤在最低点的速度v=
     

    ②根据巳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
     
    ．

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    如图所示装置可用来验证机械能守恒定律，摆锤A拴在长为L的轻绳一端，轻绳另一端固定在O点，在A上放一个小铁片，现将摆锤拉起，使绳偏离竖直方向θ角，由静止开始释放摆锤，当其到达最低位置时，受到竖直档板P阻挡而停止运动，这时铁片将做平抛运动而飞离摆锤，用刻度尺量出铁片的水平位移为S，下落高度为H。铁皮离开A时的摩擦损失机械能不计。

    ①要验证摆锤在运动中机械能守恒，必须求出摆锤初始位置离最低点的高度，其高度为       ，同时还应求出摆锤在最低点时的速度，其速度应为        。

    ②用实验中测量的物理量写出证明摆锤在运动中机械能守恒的关系式

    为                 。

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    ①要验证摆锤在运动中机械能守恒，必须求出摆锤初始位置离最低点的高度，其高度为       ，同时还应求出摆锤在最低点时的速度，其速度应为       。

    ②用实验中测量的物理量写出证明摆锤在运动中机械能守恒的关系式

    为                。

     

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    科目：高中物理 来源：2010年河南省卫辉市高二上学期第三次月考物理试卷 题型：实验题

    如图所示装置可用来验证机械能守恒定律，摆锤A拴在长为L的轻绳一端，轻绳另一端固定在O点，在A上放一个小铁片，现将摆锤拉起，使绳偏离竖直方向θ角，由静止开始释放摆锤，当其到达最低位置时，受到竖直档板P阻挡而停止运动，这时铁片将做平抛运动而飞离摆锤，用刻度尺量出铁片的水平位移为S，下落高度为H。铁皮离开A时的摩擦损失机械能不计。

    ①要验证摆锤在运动中机械能守恒，必须求出摆锤初始位置离最低点的高度，其高度为       ，同时还应求出摆锤在最低点时的速度，其速度应为        。

    ②用实验中测量的物理量写出证明摆锤在运动中机械能守恒的关系式

    为                 。

     

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