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
。
