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，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、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。

1. 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。

【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. 如图所示，是“验证机械能守恒定律”的实验，在滑块上安装一遮光条，放在水平气垫导轨上从A处由静止释放，光电计时器安装在B处。钩码总质量为m，通过质量不计的细线拉动滑块（含遮光条），遮光条宽度为d。重力加速度为g，光电计时器记录下遮光条通过光电门的时间为 $\text{[math]}$ ，以钩码和滑块整体作为实验的研究对象，则：

（1）实验中是否要求钩码总质量m远小于滑块质量M？（填“是”或“否”）。

（2）实验中还需要测量的物理量是（用文字和对应的符号表示）。

（3）本实验中验证机械能守恒的表达式为：（用以上对应物理量的符号表示）。

实验探究题容易

2. 如图所示的装置为“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图。

(1)为完成此实验，除了图中所示器材，还必需的器材有；

A.刻度尺 B.秒表

C.天平 D.交流电源

(2)下列操作正确的是；

A.打点计时器应接到直流电源上

B.先释放重物，后接通电源

C.释放重物前，重物应尽量靠近打点计时器

(3)实验中，某实验小组得到如图所示的一条理想纸带，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，打点计时器打点的周期为T，重物的质量为m，从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量ΔE_p=，动能变化量ΔE_k=。

实验探究题容易

3. 某同学设计“验证机械能守恒定律”的实验装置，如图所示，让小球从光电门正上方h高处由静止释放，数字计时器记录小球下落过程中经过光电门的时间为∆t，已知小球直径为d，当地重力加速度大小为g，则：

（1）小球经过光电门时的速度大小为；

（2）当gh近似与相等时，则在误差允许范围内可认为小球下落过程中机械能守恒。

实验探究题容易