某同学用如图1所示的装置进行“用单摆测量重力加速度的大小”的实验。

1. 某同学用如图1所示的装置进行“用单摆测量重力加速度的大小”的实验。

(1) 为了利用单摆较准确地测出重力加速度，应当选用以下哪些器材______。 A. 长度为10cm左右的细绳 B. 长度为100cm左右的细绳 C. 直径为1.8cm的钢球 D. 直径为1.8cm的木球 E. 最小刻度为1mm的米尺 F. 秒表、铁架台

(2) 用游标卡尺测量摆球直径，如图2所示，可知摆球的直径d为mm。

(3) 选择好器材，将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上，在实验过程中以下操作正确的是______ A. 摆球应尽量选质量大体积小且质量分布均匀的 B. 摆长一定的情况下，摆角应大一些，以便于观察 C. 单摆摆动稳定后，在摆球经过最低点时开始计时 D. 用秒表测量单摆完成1次全振动所用时间并作为单摆的周期

(4) 甲同学打算利用实验中测得数据直接代入公式求解本地的重力加速度，他在实验中测得：摆线长为L，摆球的直径为d，单摆完成N次全振动的时间为t，则他要将L、d、N、t代入的公式为 $\text{[math]}$ 。

(5) 北京和广州的两位同学，分别探究单摆的周期T与摆长l的关系，通过网络交流将两地的实验数据在同一张坐标纸上绘制了 $\text{[math]}$ 图像，如图所示。其中用北京的同学所测实验数据绘制的图像是图线（选填“A”或“B”）

【考点】

验证机械能守恒定律; 刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用;

【答案】

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实验探究题普通

1. 某实验小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。水平桌面上固定一个倾斜的气垫导轨，导轨上A处有一个带有遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与质量为m的小球相连，遮光片两条长边与导轨垂直，导轨上B处有一个光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，d表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看成滑块通过B处时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动，重力加速度为g。

（1）用游标卡尺测出遮光片的宽度，如图乙所示，则遮光片的宽度d＝mm；

（2）某次实验测得倾角 $\text{[math]}$ ，该小组同学将滑块从不同位置释放，测出释放点A到光电门B处的距离L，若作出L（为纵坐标）与（选填“t”“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”）的图像是过原点的一条倾斜直线，且直线的斜率为，则滑块和小球组成的系统满足机械能守恒（用题中已知物理量的字母表示）。

实验探究题普通

2. 某物理小组利用如图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”。

(1) 用游标卡尺测量小球的直径，示数如图乙所示，小球的直径 $\text{[math]}$ mm。

(2) 实验时应__________。 A. 先释放小球，后接通数字计时器电源 B. 选择质量较大的实心铁球

(3) 测出小球释放位置到光电门的高度为h，小球通过光电门的遮光时间为t，若小球下落过程中机械能守恒，则当地重力加速度大小 $\text{[math]}$ （用字母d、h、t表示）。

(4) 发现小球增加的动能始终小于减少的重力势能，其主要原因是。

实验探究题普通

3. 用图（a）装置研究摆动物体的机械能，细线不可伸缩、质量不计，钢球的底端沿细线方向固定一质量可不计的挡光条，光电门固定在挡光条轨迹的最低位置。

（1）用天平称得钢球的质量为 m=100g。用游标卡尺测挡光条的宽度，位置如图（b），则挡光条的宽度d=mm。

（2）某次实验，将钢球拉离最低点 h=10cm静止释放，与光电门相连的数字毫秒计的示数为2.4ms，当地的重力加速度g=9.80m/s² ，钢球的动能增加了J（结果保留3位有效数字）。

（3）改变释放位置的高度进行多次实验，发现总有动能的增加量大于势能的减小量，可见这是一种（填“系统误差” “偶然误差”），如果 h和t的测量都是准确的，其产生原因是：。。

实验探究题普通