1.(2023·鹽城市第一中學(xué)高一期中)某同學(xué)利用圖甲裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)。
(1)實(shí)驗(yàn)中除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(含鐵夾)、電磁打點(diǎn)計時器、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下列器材中，還必須使用的器材是________。
A．直流電源 B．刻度尺
C．天平(含砝碼) D．秒表
(2)實(shí)驗(yàn)中，需先接通電源，再由靜止開始釋放重物，得到如圖乙所示的一條紙帶。O為起始點(diǎn)，在紙帶上選取幾個連續(xù)打出的點(diǎn)，其中三個連續(xù)點(diǎn)A、B、C，測得它們到起始點(diǎn)O的距離如圖。已知重物質(zhì)量m＝1.00 kg，重力加速度g＝9.80 m/s2，打點(diǎn)計時器打點(diǎn)的周期為T＝0.02 s，那么打點(diǎn)計時器打下點(diǎn)B時，重物的速度vB＝________ m/s；重物從O點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，重力勢能減少量為________ J。(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)
(3)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示重力勢能的減少量略大于動能的增加量，分析產(chǎn)生誤差的原因：________________________________________________________________________
(寫一條即可)。
(4)該同學(xué)根據(jù)紙帶算出了其他各點(diǎn)對應(yīng)的瞬時速度，測出與此相對應(yīng)的重物下落高度h，以h為縱坐標(biāo)，以v2為橫坐標(biāo)，建立坐標(biāo)系，作出h－v2圖像，從而驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。若所有操作均正確，得到的h－v2圖像的斜率為k，如圖丙所示，可求得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝________。
2．(2022·阜寧中學(xué)高一期中改編)實(shí)驗(yàn)小組用自由落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖。
(1)下列操作或分析中正確的有________；
A．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選取密度大、體積小的重錘
B．可以用v＝gt或v＝eq \r(2gh)計算某點(diǎn)的速度
(2)實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)選出一條清晰的紙帶如圖所示。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C，測得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為hA、hB、hC。
已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，打點(diǎn)計時器打點(diǎn)的周期為T。設(shè)重錘的質(zhì)量為m，從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過程中，重錘的重力勢能減少了ΔEp減＝________，重錘動能的增加量為ΔEk＝________；很多實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，重力勢能的減少量略________(填“大于”或“小于”)動能的增加量，原因是________。
(3)小華同學(xué)利用他自己實(shí)驗(yàn)時打出的紙帶，測量出了各計數(shù)點(diǎn)到打點(diǎn)計時器打下的第一個點(diǎn)的距離h，算出了各計數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的速度v以及v2，根據(jù)下表中數(shù)據(jù)在圖中作出v2－h(huán)圖像如圖所示；
依據(jù)小華同學(xué)處理數(shù)據(jù)的方法，實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的機(jī)械能守恒的表達(dá)式為________，因此小華同學(xué)根據(jù)圖像驗(yàn)證機(jī)械能守恒的依據(jù)是求出圖像的斜率是否近似為________。
3．(2023·河北高一期中)實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)，框架上裝有兩個光電門，光電門1可上下移動、光電門2固定；框架的豎直部分貼有長度有限的刻度尺，零刻度線在上端，可直接讀出光電門1、2到零刻度線的距離x1、x2；框架水平部分安裝了電磁鐵，將質(zhì)量為m的小鐵球吸住，小鐵球剛好處于零刻度線位置。一斷電，小鐵球就由靜止釋放，先后經(jīng)過兩個光電門時，與光電門連接的傳感器即可測出其通過兩個光電門的時間分別為t1和t2。多次改變光電門1的位置，得到多組數(shù)據(jù)。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。
(1)已知小鐵球的直徑為d，當(dāng)小鐵球經(jīng)過光電門時光電門記錄下小鐵球經(jīng)過光電門的時間為t，則小鐵球通過光電門的速度為v＝________。
(2)若選擇刻度尺的0刻度所在高度為零勢能面，則小鐵球經(jīng)過光電門1時的機(jī)械能表達(dá)式為________(用x1、x2、m、v1、v2、d和g表示)。
(3)建立以eq \f(1,t22)－eq \f(1,t12)為縱軸、x2－x1為橫軸的坐標(biāo)系并描點(diǎn)連線，得出圖線，如果圖線為過原點(diǎn)的傾斜直線且斜率約為________(用d和g表示)，則可認(rèn)為在誤差允許范圍內(nèi)小鐵球的機(jī)械能守恒。
4．(2022·九江市高一期末)小胡、小黃和小丁三位同學(xué)打算利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，如圖甲是他們所用的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。已知光電計時器可以測出滑塊的擋光片通過各光電門所用的時間，回答下列問題：
(1)小胡同學(xué)測出擋光片的寬度d，記錄下?lián)豕馄群笸ㄟ^光電門1和2所用的時間分別為t1和t2，并用刻度尺和重垂線測得光電門1和2的豎直高度差為h，已知重力加速度為g，則可以驗(yàn)證滑塊沿氣墊導(dǎo)軌下滑過程機(jī)械能守恒的表達(dá)式為________。
(2)小黃同學(xué)認(rèn)為要想實(shí)驗(yàn)結(jié)果更理想，可以采取以下措施，這些措施中不必要的是________。
A．擋光片的寬度d適當(dāng)小些
B．光電門1和2的豎直高度差h適當(dāng)大些
C．滑塊由靜止釋放的位置離光電門1適當(dāng)遠(yuǎn)些
D．每次實(shí)驗(yàn)滑塊都要從同一位置由靜止釋放
(3)小丁同學(xué)還想利用該實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭，但恰好光電門1壞了。他在實(shí)驗(yàn)中保持光電門1的位置不變，并使每次實(shí)驗(yàn)滑塊都從同一位置由靜止釋放，改變h的大小(光電門2始終位于光電門1水平線以下)，記錄擋光片通過光電門2的時間t，并作出eq \f(1,t2)－h(huán)圖像，如圖乙所示?？芍瑝K每次通過光電門1所用時間為________；當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝________(用圖中a、b和題中d表示)。
5．利用氣墊導(dǎo)軌“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”，實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖所示。
(1)實(shí)驗(yàn)步驟：
①將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上，桌面高度不低于1 m，將導(dǎo)軌調(diào)至水平。
②用游標(biāo)卡尺測出擋光條的寬度l＝9.30 mm。
③由導(dǎo)軌標(biāo)尺讀出兩光電門中心間的距離s＝________ cm。
④將滑塊移至光電門1左側(cè)某處，待砝碼靜止時，釋放滑塊，要求砝碼落地前擋光條已通過光電門2。
⑤從數(shù)字計時器(圖中未畫出)上分別讀出擋光條通過光電門1和光電門2所用的時間Δt1和Δt2。
⑥用天平稱出滑塊和擋光條的總質(zhì)量M，再稱出托盤和砝碼的總質(zhì)量m。
(2)用表示直接測量量的字母寫出下列物理量的表達(dá)式。
①滑塊通過光電門1和光電門2時，瞬時速度分別為v1＝________和v2＝________。
②當(dāng)滑塊通過光電門1和光電門2時，系統(tǒng)(包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼)的總動能分別為Ek1＝________和Ek2＝________。
③在滑塊從光電門1運(yùn)動到光電門2的過程中，系統(tǒng)重力勢能的減少量ΔEp減＝________(重力加速度為g)。
(3)如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，ΔEp減＝________，則可認(rèn)為驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。
6．(2022·西安市高一期末)為了驗(yàn)證小球在豎直平面內(nèi)擺動過程的機(jī)械能是否守恒，利用如圖(a)裝置，不可伸長的輕繩一端系住一小球，另一端連接力傳感器，小球質(zhì)量為m，球心到懸掛點(diǎn)的距離為L，小球釋放的位置到最低點(diǎn)的高度差為h，實(shí)驗(yàn)記錄輕繩拉力大小隨時間的變化如圖(b)，其中Fm是實(shí)驗(yàn)中測得的最大拉力值，重力加速度為g，請回答以下問題：
(1)小球第一次運(yùn)動至最低點(diǎn)的過程，重力勢能的減少量ΔEp減＝________，動能的增加量ΔEk＝__________。(均用題中所給字母表示)
(2)觀察圖(b)中拉力峰值隨時間變化規(guī)律，試分析造成這一結(jié)果的主要原因：________。
(3)為減小實(shí)驗(yàn)誤差，實(shí)驗(yàn)時應(yīng)選用密度________(選填“較大”或“較小”)的小球。v/(m·s－1)
0.98
1.17
1.37
1.56
1.82
1.95
v2/(m2·s－2)
0.96
1.37
1.88
2.43
3.31
3.80
h/(×10－2m)
4.92
7.02
9.63
12.50
15.68
19.48

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