如圖示裝置可用來驗*機械能守恆定律．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，現將擺錘拉...

問題詳情：

如圖示裝置可用來驗*機械能守恆定律．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，之後鐵片將飛離擺錘而做平拋運動．

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

根據巳知的和測得的物理量，寫出擺錘在運動中機械能守恆的關係式s2為　      　．

（3）改變繩偏離豎直方向的角θ的大小，測出對應擺錘遇到擋板之後鐵片的水平位移s，若以s2為縱軸，則應以　       　（填“θ”“cosθ”或“sinθ”）為橫軸，通過描點作出的圖線是一條直線，該直線的斜率k0=　     （用已知的和測得的物理量表示）．

【回答】

解：（1）根據鐵片做平拋運動有：

s=v0t      ①

 ②

聯立①②可解得：v0=

重錘下落過程中機械能守恆，由得：

則s2=4hL（1﹣cosθ）

（3）s2=4hL（1﹣cosθ），若以s2為縱軸，則應以cosθ為橫軸，通過描點作出的圖線是一條直線，該直線的斜率，

則s2=﹣4hLcosθ+4hL，

所以該直線的斜率k0=﹣4hL

故*為：（1）； 4hL（1﹣cosθ）；（3）cosθ；﹣4hL．

知識點：機械能守恆定律

題型：實驗,探究題