某同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验操作步骤如下：用天平测出滑块和遮光条的总质量、钩码和动滑轮的总质量；调整气垫导轨水平，按图连接好实验装置，固定滑块；测量遮光条与光电门之间的距离及遮光条的宽度，将滑块由静止释放，光电门记录遮光条的遮光时间；重复实验，进行实验数据处理。根据上述实验操作过程，回答下列问题：

1. 某同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验操作步骤如下：

$\text{[math]}$ 用天平测出滑块和遮光条的总质量 $\text{[math]}$ 、钩码和动滑轮的总质量 $\text{[math]}$ ；

$\text{[math]}$ 调整气垫导轨水平，按图连接好实验装置，固定滑块；

$\text{[math]}$ 测量遮光条与光电门之间的距离 $\text{[math]}$ 及遮光条的宽度 $\text{[math]}$ ，将滑块由静止释放，光电门记录遮光条的遮光时间 $\text{[math]}$ ；

$\text{[math]}$ 重复实验，进行实验数据处理。

根据上述实验操作过程，回答下列问题：

(1) 为减小实验误差，遮光条的宽度 $\text{[math]}$ 应适当窄一些，滑块释放点到光电门的距离应适当 $\text{[math]}$ 填“远”或“近” $\text{[math]}$ 一些。

(2) 根据实验步骤可知滑块通过光电门时，滑块的速度大小 $\text{[math]}$ ，钩码的速度大小 $\text{[math]}$ ，当地重力加速度为 $\text{[math]}$ ，系统重力势能的减少量 $\text{[math]}$ ，系统动能的增加量 $\text{[math]}$ （均用所测物理量符号表示）。

【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. 某同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验操作步骤如下：

①用天平测出滑块和遮光条的总质量M、钩码和动滑轮的总质量m；

②调整气垫导轨水平，按图连接好实验装置，固定滑块；

③测量遮光条与光电门之间的距离L及遮光条的宽度d，将滑块由静止释放，光电门记录遮光条的遮光时间t；

④重复实验，进行实验数据处理。

根据上述实验操作过程，回答下列问题：

（1）为减小实验误差，遮光条的宽度d应适当窄一些，滑块释放点到光电门的距离应适当（填“远”或“近”）一些。

（2）根据实验步骤可知滑块通过光电门时，滑块的速度大小 $\text{[math]}$ ，钩码的速度大小 $\text{[math]}$ ，当地重力加速度为g，系统重力势能的减少量 $\text{[math]}$ ，系统动能的增加量 $\text{[math]}$ （均用所测物理量符号表示）。

（3）若在误差允许范围内 $\text{[math]}$ ，则机械能守恒定律得到验证。

实验探究题普通

2. 为验证系统机械能守恒定律，实验小组使用图所示的实验装置进行实验。连接小车与托盘的绳子与桌面平行，遮光片与小车位于气垫导轨上，气垫导轨没有画出（视为无摩擦力），重力加速度为g。接通电源，释放托盘与砝码，并测得

a．遮光片长度d

b．遮光片到光电门长度L

c．遮光片通过光电门时间 $\text{[math]}$

d．托盘与砝码质量 $\text{[math]}$ ，小车与遮光片质量 $\text{[math]}$

(1) 小车通过光电门时的速度为；

(2) 从释放到小车经过光电门，这一过程中，系统重力势能减少量为，动能增加量为；

(3) 改变L，做多组实验，作出以L为横坐标，以 $\text{[math]}$ 为纵坐标的图像。若机械能守恒定律成立，则图像斜率为。（用题中的物理量符号表示）

实验探究题普通

3. 在《验证机械能守恒定律》实验中，两实验小组同学分别采用了如图甲和乙所示的装置，采用两种不同的实验方案进行实验，设重力加速度为g。

（1）在甲图中，下落物体应选择密度（选填“大”或“小”）的重物；在乙图中，两个重物的质量关系是 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （选填“>”“=”或“<”）；

（2）采用图乙的方案进行实验，除图中的器材外，还需要的实验器材有交流电源、刻度尺和；

（3）某同学用图甲做实验得到的纸带如图丙所示，O为第一个点，A、B、C、D点到O点的距离已标出，打点时间间隔为0.02s，则记录C点时，重物的速度 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （结果保留2位有效数字）；

（4）根据（3）的条件，若在实验误差允许的范围内满足关系式为，则机械能守恒定律将得到验证。（用 $\text{[math]}$ 、g、 $\text{[math]}$ 表示）。

实验探究题普通