某同学想用单摆装置测定摆角为30°左右时，摆球每摆动一个周期平均损失的机械能ΔE。该同学先将铁架台置于水平桌面上，用细线将摆球自由悬挂在铁架台上，然后选用如下A、B两方案中的一个进行实验。A：将摆球拉到摆角约30°的位置，测出此时摆球球心距桌面的高度，然后将摆球从该位置由静止释放，记录摆球直至停止摆动，一共摆动的次数n，再记录摆球停止摆动后球心距桌面的高度，由可求得ΔE；B：如图所示，在摆球经过的最低点处安装好光电门，将摆球拉到摆角约30°的位置，将摆球从该位置由静止释放，用光电门测定摆球第1次及第n次（约20～30次）经过光电门的速度及，由可求得ΔE。

1. 某同学想用单摆装置测定摆角为30°左右时，摆球每摆动一个周期平均损失的机械能ΔE。该同学先将铁架台置于水平桌面上，用细线将摆球自由悬挂在铁架台上，然后选用如下A、B两方案中的一个进行实验。

A：将摆球拉到摆角约30°的位置，测出此时摆球球心距桌面的高度 $\text{[math]}$ ，然后将摆球从该位置由静止释放，记录摆球直至停止摆动，一共摆动的次数n，再记录摆球停止摆动后球心距桌面的高度 $\text{[math]}$ ，由 $\text{[math]}$ 可求得ΔE；

B：如图所示，在摆球经过的最低点处安装好光电门，将摆球拉到摆角约30°的位置，将摆球从该位置由静止释放，用光电门测定摆球第1次及第n次（约20～30次）经过光电门的速度 $\text{[math]}$ 及 $\text{[math]}$ ，由 $\text{[math]}$ 可求得ΔE。

(1) 你认为应该选用的实验方案是，该方案中求得的ΔE＝。

(2) 在A方案中可用单摆测定当地的重力加速度g。

①测定单摆的摆长时，先测出摆球直径d，然后用细线将摆球自由悬挂在铁架台上，用直尺测定细线处于（选填“水平”或“竖直”）伸直状态时悬线的长度l；

②测定单摆周期时，需要在摆角不大于的情况下，测出摆球第1次与第N次经过最低点的时间间隔t；

③由g＝的计算式可得当地的重力加速度。（用题中各物理量的字母表示）

(3) 在B方案中需要测定摆球经光电门时的速度v。这时需要测摆球的和摆球经过光电门的时间Δt。测时间Δt时必须调整好光电门，使得摆球摆到最低点时摆球的与光电门的发光管及感光器的中心位于同一水平线上。

【考点】

验证机械能守恒定律; 用单摆测定重力加速度;

【答案】

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实验探究题普通

①用图1装置进行验证，则

A．选取的第一个计数点对应重物的速度可以不为零

B．纸带第一个打点的点迹不一定清晰，但选取的两个计数点需间隔4个打点

C．重物下落的高度一定用刻度尺直接测量，但速度可以用v=gt来计算

②用图2装置进行验证，操作中需把气垫导轨调成倾斜状态，则

A．调整倾斜状态是为了平衡滑块下滑时受到的阻力

B．调整倾斜状态是为了将滑块的重力势能转化为动能

C．不能用该装置验证机械能守恒，因为该物块下滑过程中机械能不守恒

③用图3装置进行验证，气垫导轨调成水平，遮光条的宽度为d，遮光条到光电门的距离为l，释放滑块，遮光条通过光电门的遮光时间为t，砝码和砝码盘的总质量为m，滑块的质量为M，为验证机械能守恒，需要满足的关系式（用题中字母表示）。

（2）在“用单摆测量重力加速度”实验中，根据测量数据进行规范描点和作图，得到 $\text{[math]}$ 的图像，如图4所示。

①图线不过原点的原因可能为

A．l为摆线长 B．l为摆长

C．l为摆线长与摆球直径之和

②数据处理时，（选填“能”或“不能”）利用图线的斜率来计算重力加速度。

实验探究题普通

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 $\text{[math]}$

实验探究题普通

（1）一钢尺伸出水平桌面少许，将质量为 $\text{[math]}$ 的小钢球放在钢尺末端；

（2）用刻度尺测量钢尺上表面与水平地板间的高度 $\text{[math]}$ ；

（3）打开手机中的声音“振幅”（声音传感器）app；

（4）迅速敲击钢尺侧面，让小钢球自由下落。手机中的传感器记录下声音振幅随时间变的曲线，如图所示，第一、第二个尖峰的横坐标分别对应小钢球离开钢尺时刻和落地时刻。测得这两个尖峰的时间间隔为 $\text{[math]}$ 。

（5）当地重力加速度g取 $\text{[math]}$ ，则下落过程中，重力势能减小量 $\text{[math]}$ J，动能增加量 $\text{[math]}$ J（结果均保留3位有效数字），据此可以得到实验结论：。

实验探究题普通