如圖5-4-5所示裝置可用來驗證機械能守恒定律.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(xiàn)將擺錘拉起，使繩偏離豎直方向θ角，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，這時鐵片將做平拋運動而飛離擺錘.用刻度尺量出鐵片的水平位移為s，下落高度為H.

圖5-4-5

（1）要驗證擺錘在運動中機械能守恒，必須求出擺錘初始位置離最低點的高度，其高度應為_______，同時還應求出擺錘在最低點時的速度，其速度應為________；

（2）用實驗中測量的物理量寫出證明擺錘在運動中機械能守恒的關系式為___________.

解析：（1）下落的高度h=L(1-cosθ)；因擺錘與鐵片一起運動到最低點，所以擺錘在最低點時的速度等于鐵片的平拋初速度v，由

H=gt2,s=vt得：

v===s.

（2）設擺錘質量為m，由mv2=mgh得：

m(s)2=mgL(1-cosθ)，整理得：

=gL(1-cosθ).

答案：（1）L(1-cosθ)     s

（2）=gL(1-cosθ)


練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2012?懷化三模）冬春季節(jié)降水量小，廣東沿海附近江河水位較低，漲潮時海水倒灌，出現(xiàn)所謂“咸潮”現(xiàn)象，使沿海地區(qū)的城市自來水的離子濃度增高，水質受到影響．
為了研究咸潮出現(xiàn)的規(guī)律，某同學設計了一個監(jiān)測河水電阻率的實驗．在一根均勻的長玻璃管兩端裝上兩個橡膠塞和鉑電極，如圖 （a）所示，兩電極相距L=0.314m，其間充滿待測的河水．安裝前他用如圖（b）游標卡尺（圖為卡尺的背面）測量玻璃管的內(nèi)徑，結果如圖（c）所示．

他還選用了以下儀器：量程15V、內(nèi)阻約300kΩ的電壓表，量程300μA、內(nèi)阻可忽略不計的電流表，最大阻值1kΩ的滑動變阻器，電動勢E=12V、內(nèi)阻r=6Ω的電池組，開關等各一個，以及導線若干．圖（d）為根據(jù)他測得的包括坐標為（0，0）的點在內(nèi)的9組電流I、電壓U的值所畫的I-U圖線．
根據(jù)以上材料完成以下問題：
（1）測量玻璃管內(nèi)徑時，對應圖（b）中的游標卡尺中的A、B、C三部分中的哪一部分與玻璃管內(nèi)壁接觸
A
A
（填代號A或B或C）；
（2）玻璃管的內(nèi)徑d=
6.70
6.70
mm；
（3）水的電阻率ρ=
11
11
Ω?m；（結果取兩位有效數(shù)字）
（4）如圖（e）中的儀器實物部分已連線，將其他部分連接成能測出圖（d）數(shù)據(jù)的實物連接圖；
（5）開關閉合前滑動變阻器的滑片應先滑至
A
A
端．（填寫A或B）

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

在做“驗證牛頓第二定律”的實驗時（裝置如圖1所示）
（1）研究在作用力F一定時，小車的加速度a與小車質量M的關系，某位同學設計的實驗步驟如下：
（A）用天平稱出小車和小桶及內(nèi)部所裝砂子的質量．
（B）按圖裝好實驗器材．使帶滑輪長木板右端抬起，平衡摩擦力．
（C）把輕繩系在小車上并繞過定滑輪懸掛砂桶．
（D）將打點計時器接在6V電壓的蓄電池上，接通電源，放開小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點，并在紙帶上標明小車質量．
（E）保持小桶及其中砂子的質量不變，增加小車上的砝碼個數(shù)，并記錄每次增加后的M值，重復上述實驗．

（F）分析每條紙帶，測量并計算出加速度的值．
（G）作a-M關系圖象，并由圖象確定a、M關系．
在上述步驟中，有錯誤或處理不恰當?shù)氖?BR>步驟
D
D
，應把
6V電壓的蓄電池
6V電壓的蓄電池
改為
6V的低壓交流學生電源
6V的低壓交流學生電源
．
步驟
G
G
，應把
a-M
a-M
改為
a-
1
M
a-
1
M
．
（2）利用上題裝置做“驗證牛頓第二定律”的實驗時：
甲同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的小車的加速度a和小車所受拉力F的圖象為圖2所示中的直線Ⅰ，乙同學畫出的圖象為圖中的Ⅱ直線．直線Ⅰ、Ⅱ在縱軸或橫軸上的截距較大．明顯超出了誤差范圍，下面給出了關于形成這種情況原因的四種解釋，其中可能正確的是
BC
BC
．
（A）實驗前甲同學沒有平衡摩擦力
（B）甲同學在平衡摩擦力時，把長木板的末端抬得過高了
（C）實驗前乙同學沒有平衡摩擦力
（D）乙同學在平衡摩擦力時，把長木板的末端抬得過高了
（3）在用接在50Hz交流電源上的打點計時器測定小車做勻加速直線運動的加速度的實驗中，得到如圖3所示的一條紙帶，從比較清晰的點開始起，每5個打印點取一個計數(shù)點，分別標上0、1、2、3…量得0與1兩點間的距離s1=30mm，3與4兩點間的距離s4=48mm，打下0與1兩點之間時間內(nèi)小車的平均速度
0.30
0.30
m/s，則小車的加速度為
0.60
0.60
m/s2．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2005?杭州一模）閱讀以下材料：
冬、春季節(jié)降水量少，廣東沿海附近江河水位較低，漲潮時海水倒灌，出現(xiàn)所謂“咸潮”現(xiàn)象，使沿海地區(qū)的城市自來水的離子濃度增高，水質受到影響．
為了研究咸潮出現(xiàn)的規(guī)律，某同學設計了一個監(jiān)測河水電阻率的實驗，他在一根均勻的長玻璃管兩端裝上兩個橡膠塞和鉑電極，如圖（1）所示，兩電極相距L=0.314m，其間充滿待測的河水，安裝前他用如圖（2）的游標卡尺（圖為卡尺的北面）測量玻璃管的內(nèi)徑，結果如圖（3）所示．
他還選用了以下儀器：量程15V、內(nèi)阻300kΩ的電壓表，量程300μA、內(nèi)阻50Ω的電流表，最大阻值1KΩ的滑動變阻器，電動勢E=12V、內(nèi)阻r=6Ω的電池組，開關等各一個，以及導線若干．如圖（4）坐標中包括坐標為（0，0）的點在內(nèi)的9個點表示他測得的9組電流I、電壓U的值．
根據(jù)以上材料完成以下問題：
（1）測量玻璃管的內(nèi)徑時，應將圖（2）中的游標尺中的A、B、C三部分中的
A
A
與玻璃管內(nèi)壁接觸（填代號）．
（2）玻璃管的內(nèi)徑d=
8.00
8.00
mm．
（3）求水的電阻率ρ為多大？（要求寫推導和計算過程，最后結果保留兩位有效數(shù)字）
（4）圖（5）中的儀器實物部分已連線，將其他部分連接成能測出圖（4）數(shù)據(jù)的實物連接圖．
（5）開關閉合前滑動變阻器的滑片應先滑到
A
A
端．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

閱讀以下材料：
冬、春季節(jié)降水量小，廣東沿海附近江河水位較低，漲潮時海水倒灌，出現(xiàn)所謂“咸潮”現(xiàn)象，使沿海地區(qū)的城市自來水的離子濃度增高，水質受到影響．
為了研究咸潮出現(xiàn)的規(guī)律，某同學設計了一個監(jiān)測河水電阻率的實驗．他在一根均勻的長玻璃管兩端裝上兩個橡膠塞和鉑電極，如圖（1）所示，兩電極相距L=0.314m，其間充滿待測的河水．安裝前他用如圖（2）游標卡尺（圖為卡尺的背面）測量玻璃管的內(nèi)徑，結果如圖（3）所示．
他還選用了以下儀器：量程15V、內(nèi)阻300kΩ的電壓表，量程300 μA、內(nèi)阻50Ω的電流表，最大阻值1kΩ的滑動變阻器，電動勢E=12V、內(nèi)阻r=6Ω的電池組，開關等各一個，以及導線若干．圖（4）坐標中包括坐標為（0，0）的點在內(nèi)的9個點表示他測得的9組電流I、電壓U的值．
根據(jù)以上材料完成以下問題：
（1）測量玻璃管內(nèi)徑時，應圖（2）中的游標卡尺中的A、B、三部分中的
 
與玻璃管內(nèi)壁接觸（填代號）．
（2）玻璃管的內(nèi)徑d=
 
mm．
（3）求水的電阻率ρ多大？（要寫推導和計算過程，最后結果保留兩位有效數(shù)字）
（4）圖（5）中的儀器實物部分已連線，將其它部分連接成能測出圖（4）數(shù)據(jù)的實物連接圖．
（5）開關閉合前滑動變阻器的滑片應先滑至
 
端．
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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖4-4-5所示是一個應用某種邏輯電路制作的簡單車門報警電路圖.圖中的兩個按鈕開關分別裝在汽車的兩道門上.只要其中任何一個開關處于開路狀態(tài),發(fā)光二極管就發(fā)光.請你根據(jù)報警裝置的要求,在電路圖的虛線框內(nèi)畫出門電路的符號.

圖4-4-5

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