E5实验：验证机械能守恒定律
【题文】（物理卷·2015届湖北省百所重点中学高三十月联合考试（2014.10））13.（7分）图示装置可用来验证机械能守恒定律。摆锤A拴在长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。若测得摆锤遇到挡板之后铁片的水平位移s和竖直下落高度h，则根据测得的物理量表示摆锤在最低点的速度v=。
2（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s为。
（3）改变绳偏离竖直方向的角θ的大小，测出对应摆锤遇到挡板之后铁片的水平位移s，若
2以s为纵轴，则应以___________（填“θ”“cosθ”或“sinθ”）为横轴，通过描点作出的图线是一条直线，该直线的斜率k0=____________（用已知的和测得的物理量表示）。
【知识点】验证机械能守恒定律．E5
【答案解析】（1
2）4hL(1?cos?)（3）cos? ?4hL 解析：(1) 根据铁片做平2抛运动有：s=v0t ①h
②联立①②可解得：v0=
2）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
EP=△Ek得机械能守恒的关系式
2gL(1?cosθ)．所以s?4hl(1?cos?) （3）由（2）知道s2?4hl(1?cos?)?4hl?4hlcos?，所以应以cos?为横轴，斜率k0??4hl
2【思路点拨】根据平抛运动的规律x=v0t，y
可以求出铁片在最低点的速度；重锤下
2落过程中机械能守恒，由mgh
可以求出其机械能守恒的表达式．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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