【基礎(chǔ)題組】
用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。重物P(含遮光片)從光電門1的上側(cè)由靜止釋放做豎直向下的運動，分別測出遮光片經(jīng)過光電門1和光電門2的時間Δt1和Δt2，另測得遮光片的寬度為d，兩光電門之間的距離為?，已知重力加速度為g。
(1)實驗中還需要測量的物理量有_______(填寫物理量名稱及表示符號)。
(2)寫出驗證機械能守恒定律的等式________________(用以上測得的物理量符號表示)，通過代入數(shù)據(jù)計算發(fā)現(xiàn)，等式兩端并不嚴格相等，引起此結(jié)果的原因可能是______________________________________________________________________________。
某同學用如圖1所示的裝置驗證機械能守恒定律，一根細線系住鋼球，懸掛在鐵架臺上，鋼球靜止于A點，光電門固定在A的正下方，在鋼球底部豎直地粘住一片寬度為d的遮光條(質(zhì)量不計)。將鋼球拉至不同位置由靜止釋放，遮光條經(jīng)過光電門的擋光時間t由計時器測出，取v=dt作為鋼球經(jīng)過A點時的速度，記錄鋼球每次下落的高度?和計時器示數(shù)t，計算并比較鋼球從釋放點擺至A點過程中重力勢能減少量△Ep與動能增加量△Ek，就能驗證機械能是否守恒。

(1)用△Ep=mg?計算鋼球重力勢能的減少量，式中鋼球下落高度?應測量釋放時的鋼球球心到___________之間的豎直距離。
A.鋼球在A點時的頂端 B.鋼球在A點時的球心 C.鋼球在A點時的底端
(2)用ΔEk=12mv2計算鋼球動能增加量，用刻度尺測量遮光條寬度，示數(shù)如圖2所示，其讀數(shù)為______cm，某次測量中，計時器的示數(shù)為0.0040秒，則鋼球的速度為v=_______m/s
(3)下表為該同學的實驗結(jié)果：
他發(fā)現(xiàn)表中的△Ep與△Ek之間存在差異，他認為這是由于空氣阻力造成的，你是否同意他的觀點?請說明理由._____________________________
某同學利用如圖所示的實驗裝置驗證“系統(tǒng)機械能守恒”。兩小球A、B分別固定在一長輕桿的兩端，O為穿過輕桿的固定轉(zhuǎn)軸，C為固定在支架上的光電門，初始時使輕桿處于水平狀態(tài)，重力加速度為g。實驗步驟如下：
①測量小球B的直徑d，測量球A的質(zhì)量m1、球B的質(zhì)量m2；
②由靜止釋放兩小球，當球B通過光電門時，光電門記錄光線被球B擋住的時間為Δt；
③該同學取球A、球B和輕桿為一個系統(tǒng)，得出在輕桿由水平轉(zhuǎn)至豎直的過程中，系統(tǒng)動能的增加量ΔEk和系統(tǒng)重力勢能的減少量ΔEp；
④多次重復步驟②、③，記錄下數(shù)據(jù)；
⑤若在誤差允許的范圍內(nèi)ΔEk=ΔEp，系統(tǒng)機械能守恒。
(1)實驗中還需要測量的物理量是________。
A.小球A的直徑dA
B.球A到O點的距離l1
C.球B到O點的距離l2
(2)在輕桿由水平轉(zhuǎn)至豎直的過程中，系統(tǒng)增加的動能ΔEk=________，系統(tǒng)減少的重力勢能ΔEp=________[用已測量的物理量符號和(1)中測出的物理量符號表示]。
【能力提升】在利用自由落體“驗證機械能守恒定律”的實驗中：
(1)下列器材中(如圖1)不必要的一項是______ (只需填字母代號)．
A.重物 B.紙帶 C.天平 D.低壓交流電源 E.毫米刻度尺
(2)關(guān)于本實驗的誤差，說法不正確的一項是______
A.選擇質(zhì)量較小的重物，有利于減小誤差
B.選擇點擊清晰且第1、2兩點間距約為2mm的紙帶，有利于減小誤差
C.先松開紙帶后接通電源會造成較大的誤差
D.實驗產(chǎn)生誤差的主要原因是重物在下落過程中不可避免地受到阻力的作用
(3)在實驗中，質(zhì)量m=1kg的物體自由下落，得到如圖2所示的紙帶，相鄰計數(shù)點間的時間間隔為0.04s，那么從打點計時器打下起點O到打下B點的過程中，物體重力勢能的減少量Ep= ______ J，此過程中物體動能的增加量Ek= ______ J。(取g=9.8m/s2，保留三位有效數(shù)字)
用圖示裝置驗證機械能守恒定律。實驗前調(diào)整光電門位置使直徑為d的小球下落過程中球心通過光電門中的激光束。實驗中通過斷開電磁鐵開關(guān)使小球從A點下落，經(jīng)過光電門B，記錄擋光時間Δt，測出小球在AB間下落的距離?。豎直移動光電門B，重復上述步驟，測得多組?及相應的Δt，已知當?shù)刂亓铀俣葹間。
(1)實驗器材是否必須要天平 (是、否)。
(2)小球通過光電門速度的表達式為v=________。
(3)根據(jù)測量數(shù)據(jù)可描繪___________________(Δt??、Δt2??、1Δt??、1Δt2??)圖象來驗證機械能是否守恒，若圖象是過原點的直線，比例系數(shù)為k，則k=___________就驗證了自由落體的物體機械能守恒。
(4)請你提出減小實驗誤差的一種方法_____________________________

用如圖甲所示的實驗裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗時，將打點計時器固定在鐵架臺上，使重物帶動紙帶從靜止開始下落。
(1)關(guān)于本實驗，下列說法正確的是 (填字母代號)。
A.應選擇質(zhì)量大、體積小的重物進行實驗
B.釋放紙帶之前，紙帶必須處于豎直狀態(tài)
C.先釋放紙帶，后接通電源
(2)實驗中，得到如圖乙所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點A、B、C，測得它們到起始點O(O點與下一點的間距接近2mm)的距離分別為?A、?B、?C。已知當?shù)刂亓铀俣葹間，打點計時器的打點周期為T。設(shè)重物質(zhì)量為m。從打O點到B點的過程中，重物的重力勢能變化量ΔEp= ，動能變化量ΔEk= 。(用已知字母表示)
(3)某同學用如圖丙所示裝置驗證機械能守恒定律，將力傳感器固定在天花板上，細線一端系著小球，一端連在力傳感器上。將小球拉至水平位置從靜止釋放，到達最低點時力傳感器顯示的示數(shù)為F0。已知小球質(zhì)量為m，當?shù)刂亓铀俣葹間。在誤差允許范圍內(nèi)，當滿足關(guān)系式 時(寫最簡形式)，可驗證機械能守恒。
△Ep(×10?2)J
4.89
9.79
14.69
19.59
29.38
△Ek(×10?2)J
5.04
10.10
15.10
20.00
29.80

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