某同学使用如图装置来“验证机械能守恒定律”，其操作过程如下：A．把气垫导轨固定在有一定倾角的斜面上，调整气垫导轨，使之与斜面平行，用量角器测量出斜面的倾角为α；B．在气垫导轨上的恰当位置固定两个光电门“1”和“2”，用刻度尺测量出两个光电门之间的距离为x；C．在滑块上垂直装上遮光条，使用游标卡尺测量出遮光条的宽度为d；D．使用天平测量出滑块和遮光条的总质量为m；E．在气垫导轨上，由静止释放滑块，滑块先后通过两个光电门，用光电计时器记录遮光条通过光电门“1”和“2”的时间分别为t1、t2 ，重力加速度为g，则：（1）如图所示，是用游标卡尺测量遮光条的宽度示意图，其宽度为d=cm；（2）当滑块和遮光条通过光电门“2”时，其动能为（用测量的物理量字母表示）；（3）在滑块和遮光条从光电门“1”运动到光电门“2”的过程中，满足关系式时，滑块和遮光条的机械能守恒。

1. 如图甲所示，在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量m=1kg的重物自由下落，在纸带上打出了一系列的点，如图乙所示。相邻记数点时间间隔为0.02s，长度单位是cm，g取9.8 $\text{[math]}$ 。

（1）下列做法正确的有。

A．图甲中两限位孔必须在同一竖直线上

B．实验前，手应提住纸带上端，并使纸带竖直

C．实验时，先放手松开纸带再接通打点计时器电源

D．数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置

（2）某同学在计算与B点对应的重物的瞬时速度时，他采用了公式 $\text{[math]}$ （h表示OB距离），这种做法（选填“对”或“不对”）。

（3）即使在操作规范，数据测量及数据处理很准确的前提下，该实验测得的 $\text{[math]}$ 也一定略大于 $\text{[math]}$ ，这是实验存在系统误差的必然结果，试分析该系统误差产生的主要原因：。

实验探究题容易

2. 在“验证机械能守恒定律”实验中，释放纸带瞬间，两位同学的实验操作示意图分别如图甲、乙所示。

（1）对比甲、乙两图，重物相对打点计时器位置合理的是（填“A”或“B”）；

A．甲图 B．乙图

（2）实验中由于阻力等因素的影响，重物的重力势能减少量 $\text{[math]}$ （填“A”或“B”）动能增加量 $\text{[math]}$ 。

A．略大于 B．略小于

实验探究题容易

3. （1）在“验证机械能守恒定律”实验中，在下面所列举的该实验的几个操作步骤中，有两项是错误的或者是没有必要进行的，它们是（填字母代号）

A.按照图1示的装置安装器件

B.将打点计时器接到学生电源的直流输出端上

C.用天平测量出重物的质量

D.先接通电源开关，再放手让纸带和重物下落

E.在打出的纸带上，选取合适的两点，测量两点的速度和他们之间的距离

F.验证减少的重力势能是否等于增加的动能，即验证机械能是否守恒

（2）本次实验中，打点周期为0.02s，自由下落的重物质量为2kg，打出一条理想纸带的数据如图2所示，单位是cm，g取9.8m/s²。点 O、A之间还有多个点没画出，从起点O到打下B点的过程中，重力势能的减少量 $\text{[math]}$ J，此过程中物体动能的增量 $\text{[math]}$ J，（答案保留三位有效数字），实验结论是。

实验探究题容易

1. 利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验。

将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，已知当地的重力加速度g。

（1）关于本实验，下列说法中正确的是。

A．必须用秒表测出重物下落的时间

B．打点计时器应连接直流电源

C．一定要测量重物的质量

D．应选择质量较大、体积较小的重物

（2）已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地的重力加速度 $\text{[math]}$ ，重物的质量为m=1. 00kg。某同学进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析，如图乙所示，其中O点为起始点，A、B、C、D、E、F为连续的六个点，根据纸带上的测量数据，可得出打B点时重物的速度为m/s，从O点下落到B的过程重物重力势能的减少量为J。（结果均取3位有效数字）

（3）实验中发现重物增加的动能总是稍小于重物减小的重力势能，可能的原因是。

实验探究题普通

2. 在用“落体法”做“验证机械能守恒定律”的实验时，小明选择一条较为满意的纸带，如图甲所示

（1）为减少阻力对实验的影响，下列操作可行的是.

A．选用质量大的重锤

B．安装打点计时器使两限位孔在同一竖直线上

C．释放纸带前，手应提纸带上端并使纸带竖直

D．重锤下落中手始终提住纸带上端，保持纸带竖直

（2）小明用实验测得数据画出的v²－h图象如图乙所示，图线不过坐标原点的原因是.

（3）另有四位同学在图乙的基础上，画出没有阻力时的v²－h图线，并与其比较，其中正确的是.

实验探究题普通

3. 某兴趣小组利用打点计时器记录重物自由下落的运动轨迹，并利用实验数据验证机械能守恒定律，其实验装置如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，使纸带竖直穿过限位孔，用夹子将重物悬挂在纸带的下端。

(1) 在本实验中需要直接测量的物理量有____________； A. 重物的质量 B. 重物下落的时间 C. 重物下落的高度 D. 与重物下落高度对应的瞬时速度大小

(2) 实验时，先打开打点计时器，待打点稳定后释放纸带，获得一条如图所示的纸带，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A，B，C，D是打点计时器连续打下的4个点。（当地的重力加速度 $\text{[math]}$ ，交流电的频率 $\text{[math]}$ ，重物质量为 $\text{[math]}$ ）根据纸带所给数据，进行如下计算与判断（结果保留2位小数）

①打下B点时重物的速度为 $\text{[math]}$ ；

② $\text{[math]}$ 过程中，重物动能的增加量 $\text{[math]}$ J，重物重力势能的减少量 $\text{[math]}$ J；

实验探究题普通

1.

（1）下列实验装置和方案可以用来验证机械能守恒定律的是（）

A. 利用打点计时器和重锤自由下落来验证

B. 利用光电门和摆锤自由摆动来验证

C. 利用打点计时器和小车沿斜面匀速下滑来验证

D. 利用悬挂在O点的小球摆到最低点时恰好与桌面不接触，D处（箭头所指处）放一锋利的刀片，细线到达竖直位置时能被割断，小球做平抛运动落到地面来验证

（2）利用（1）中A选项中的实验装置，打出如图甲所示的一条纸带，已知打点计时器的频率为50Hz。则打点计时器打下C点时，重锤下落的速度v_C = ________m/s。（结果保留三位有效数字）

（3）某同学用两个体积相同质量分别为m₁和m₂的重物进行实验，测出数据后画出 $\text{[math]}$ —h图像如图乙所示，由图像可知m₁________m₂（填大于或小于）；已知实验所用的重物质量m₁ = 50g，当地重力加速度g = 9.8m/s² ，测得乙图中m₁所对应的图像斜率k = 9.6m/s² ，求出重物所受的平均阻力F_f = ________N。（结果保留二位有效数字）

实验探究题普通

2. 某同学设计出如图1所示的实验装置来验证机械能守恒定律。让小球自由下落，下落过程中小球的球心经过光电门1和光电门2，光电计时器记录下小球通过光电门的时间 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，已知当地的重力加速度为g。

（1）该同学先用螺旋测微器测出小球的直径如图2所示，则其直径d=mm。

（2）为了验证机械能守恒定律，该实验还需要测量下列哪些物理量（填选项序号）。

A．小球的质量m

B．光电门1和光电门2之间的距离h

C．小球从光电门1到光电门2下落的时间t

（3）小球通过光电门1时的瞬时速度 $\text{[math]}$ （用题中所给的物理量符号表示）。

（4）保持光电门1位置不变，上下调节光电门2，多次实验记录多组数据，作出 $\text{[math]}$ 随h变化的图像如图3所示，如果不考虑空气阻力，若该图线的斜率 $\text{[math]}$ ，就可以验证小球下落过程中机械能守恒。

（5）考虑到实际存在空气阻力，设小球在下落过程中平均阻力大小为f，根据实际数据绘出的 $\text{[math]}$ 随h变化的图像的斜率为 $\text{[math]}$ ，则实验过程中所受的平均阻力f与小球重力 $\text{[math]}$ 的比值 $\text{[math]}$ （用k、 $\text{[math]}$ 表示）。