如图甲所示，学生将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置做“验证机械能守恒定律”实验（已知当地的重力加速度为g = 9.8m/s2）。

1. 如图甲所示，学生将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置做“验证机械能守恒定律”实验（已知当地的重力加速度为g = 9.8m/s²）。

(1) 实验中得到如图乙所示的一条纸带，在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O（重物静止）的距离分别为h_A = 19.60cm、h_B = 23.70cm、h_C = 28.20cm，已知打点计时器打点的周期为T = 0.02 s，重物的质量为m = 0.1kg，从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量ΔE_p = J，重物动能增加量ΔE_k = J（保留三位有效数字）。

(2) 大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量略大于动能的增加量，其原因可能是。

(3) 该同学在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算打下对应计数点的重物速度v，得到如图丙所示的v² − h图像，由图像可求得当地的重力加速度g = m/s²（保留两位小数）。

【考点】

验证机械能守恒定律;

【答案】

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实验探究题普通

1. 某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，他将两物块A和B用轻质细绳连接并跨过轻质定滑轮，B下端连接纸带，纸带穿过固定的打点计时器，用天平测出A、B两物块的质量 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， A从高处由静止开始下落，B拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律，图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示，已知打点计时器计时周期为 $\text{[math]}$ ，则：

(1) 在打点0~5过程中系统势能的减小量 $\text{[math]}$ J，系统动能的增加量 $\text{[math]}$ J，由此得出的结论是：（重力加速度 $\text{[math]}$ ，结果均保留三位有效数字）

(2) 实验结果显示，动能的增加量小于重力势能的减少量，主要原因可能是______。 A. 工作电压偏高 B. 存在空气阻力和摩擦阻力的影响 C. 先释放重物，后接通电源打出纸带 D. 利用公式 $\text{[math]}$ 计算重物速度

(3) 用v表示物块A的速度，h表示物块A下落的高度。若某同学作出的 $\text{[math]}$ 图像如图丙所示，则可求出当地的重力加速度 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （结果保留三位有效数字）。

实验探究题普通

2. 某实验小组用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。他们将一小钢球用细线系住悬挂在铁架台上，并在小钢球静止位置A点的正下方固定一光电门。小钢球的底部固定一宽度为d的遮光条，并使其与细线在一条直线上。将小钢球拉至M点，测出此时细线与竖直方向之间的夹角为 $\text{[math]}$ ，将小钢球由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间为t。实验测得悬挂点到球心的距离为L。当地的重力加速度大小为g。

（1）用50分度的游标卡尺测量遮光条宽度，示数如图乙所示，其读数为 $\text{[math]}$ mm；某次测量中，计时器的示数为0.0025s，则小钢球经过A点时的速度大小为m/s。

（2）若所测的实验数据在误差允许范围内满足表达式（用g、L、d、t、 $\text{[math]}$ 表示），即可知小钢球由M点运动至A点的过程中机械能守恒。

（3）多次实验发现，若以A点为重力势能零点，小钢球在M点的重力势能略小于它在A点的动能，造成这一结果的原因是。

实验探究题普通

3. 某小组同学利用图1所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验。

(1) 除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的器材是______。

A. 低压交流电源 B. 刻度尺 C. 秒表 D. 天平（含砝码）

(2) 实验中，先接通电源，再释放重物，得到图2所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为h_A、h_B、h_C。已知当地重力加速度为g，计时器打点周期为T，若从O点到B点的过程中机械能守恒，应满足的关系式为。

(3) 小张同学在多次实验发现动能增量总是略小于重力势能的减少量，其原因是________ 。 A. 选用的重锤质量过大 B. 数据处理时出现计算错误 C. 空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力 D. 实验时操作不够细，实验数据测量不准确

实验探究题普通