?知識點(diǎn)1 實(shí)驗(yàn)思路
?知識點(diǎn)2 物理量的測量及數(shù)據(jù)分析
?知識點(diǎn)3 實(shí)驗(yàn)分析
?作業(yè) 鞏固訓(xùn)練
知識點(diǎn)1
實(shí)驗(yàn)思路
機(jī)械能守恒的前提是“只有重力或彈力做功”，因此研究過程一定要滿足這一條件．本節(jié)實(shí)驗(yàn)我們以只有重力做功的過程進(jìn)行研究。
知識點(diǎn)2
物理量的測量及數(shù)據(jù)分析
只有重力做功時，只發(fā)生重力勢能和動能的轉(zhuǎn)化。
(1)要驗(yàn)證的表達(dá)式：eq \f(1,2)mv22＋mgh2＝eq \f(1,2)mv12＋mgh1或eq \f(1,2)mv22－eq \f(1,2)mv12＝mgh1－mgh2。
(2)所需測量的物理量：物體所處兩位置之間的高度差、物體的運(yùn)動速度。
知識點(diǎn)3
實(shí)驗(yàn)分析
1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證物體做自由落體運(yùn)動時機(jī)械能守恒。鞏固由紙帶求瞬時速度的方法，體驗(yàn)誤差分析。
2、實(shí)驗(yàn)原理：自由下落的物體只有重力做功，若減小的勢能等于增加的動能，即：-△Ep=△Ek，則物體機(jī)械能守恒。
3、實(shí)驗(yàn)的方法：讓連著紙帶的重物由靜止自由下落，重物下落的高度h，和下落高度h時重物的速度v，可根據(jù)紙帶得出?？词欠癯闪?？
4、實(shí)驗(yàn)器材：鐵架臺(帶鐵夾)、打點(diǎn)計(jì)時器、重物(帶夾子)、紙帶、復(fù)寫紙(或墨粉紙盤)、導(dǎo)線、刻度尺、交流電源。
5、實(shí)驗(yàn)步驟：
(1)安裝裝置：按圖甲所示把打點(diǎn)計(jì)時器安裝在鐵架臺上，用導(dǎo)線把打點(diǎn)計(jì)時器與電源連接好。
(2)打紙帶：在紙帶的一端把重物用夾子固定好，另一端穿過打點(diǎn)計(jì)時器的限位孔，用手豎直提起紙帶使重物?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時器附近．先接通電源后釋放紙帶，讓重物拉著紙帶自由下落．重復(fù)幾次，得到3～5條打好點(diǎn)的紙帶。
(3)選紙帶并測量：選擇一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，確定要研究的開始和結(jié)束的位置，測量并計(jì)算出兩位置之間的距離Δh及在兩位置時紙帶的速度，代入表達(dá)式進(jìn)行驗(yàn)證。
6、數(shù)據(jù)處理
(1)計(jì)算各點(diǎn)對應(yīng)的瞬時速度：如圖乙所示，根據(jù)公式vn＝eq \f(hn＋1－h(huán)n－1,2T)，計(jì)算出某一點(diǎn)的瞬時速度vn。
(2)驗(yàn)證方法
方法一：利用起始點(diǎn)和第n點(diǎn)。
選擇開始的兩點(diǎn)間距接近2 mm的一條紙帶，打的第一個點(diǎn)為起始點(diǎn)，如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)mghn＝eq \f(1,2)mvn2，則機(jī)械能守恒定律得到驗(yàn)證。
方法二：任取兩點(diǎn)A、B。
如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)mghAB＝eq \f(1,2)mvB2－eq \f(1,2)mvA2，則機(jī)械能守恒定律得到驗(yàn)證。
方法三：圖像法(如圖所示)。
若在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)圖線是一條過原點(diǎn)且斜率為g的直線，則機(jī)械能守恒定律得到驗(yàn)證．
7、誤差分析
本實(shí)驗(yàn)的誤差主要是測量紙帶產(chǎn)生的偶然誤差以及重物和紙帶運(yùn)動中的空氣阻力及打點(diǎn)計(jì)時器的摩擦阻力引起的系統(tǒng)誤差。
8、實(shí)驗(yàn)結(jié)論：重物自由下落時機(jī)械能守恒。
9、實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意事項(xiàng)
（1）因?yàn)椴恍枰牢矬w在某點(diǎn)動能和勢能的具體數(shù)值，所以不必測量物體的質(zhì)量m，而只需驗(yàn)證就行了。
（2）打點(diǎn)計(jì)時器要豎直架穩(wěn)，使板面在同一豎直平面內(nèi)，其兩限位孔中心要在同一豎直線上，以盡量減少紙帶與打點(diǎn)計(jì)時器間的摩擦阻力作用。
（3）實(shí)驗(yàn)時，必須先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時器正常工作后才能松開紙帶讓重物下落。
（4）測量下落高度時，都必須從起始點(diǎn)算起，不能弄錯。為了減小測量h值的相對誤差，選取的各個計(jì)數(shù)點(diǎn)要離起始點(diǎn)適當(dāng)遠(yuǎn)些。
（5）由于實(shí)驗(yàn)中不可避免地存在紙帶與限位孔、振針間的摩擦及空氣阻力作用，因此減小的重力勢能值△Ep要大于增加的動能值△Ek。
【典例1】用如圖所示裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，在操作正確的情況下，測得重物重力勢能減少量總大于動能增加量，下列原因分析正確的是（ ）
A．下落過程存在空氣阻力和紙帶與打點(diǎn)計(jì)時器的摩擦阻力
B．紙帶彎曲時測量長度造成誤差
C．選用了質(zhì)量大、體積小的重物
D．手提紙帶上端保持豎直，然后釋放紙帶
【典例2】（多選）在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，下列說法正確的是（ ）
A．要用天平稱重錘質(zhì)量
B．選用質(zhì)量大的重錘可減小實(shí)驗(yàn)誤差
C．為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確，應(yīng)選擇1、2兩點(diǎn)間距離接近2mm的紙帶進(jìn)行分析
D．實(shí)驗(yàn)結(jié)果總是動能增加略小于重力勢能的減少
【典例3】關(guān)于“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，若正確的操作完成實(shí)驗(yàn)，正確的選出紙帶進(jìn)行測量，量得連續(xù)三點(diǎn)A、B、C到第一個點(diǎn)O的距離如圖所示(相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)時間間隔為0.02s)，當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹禐?.8m/s2，那么(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
①紙帶的 端與重物相連(選填“左”或“右”)；
②打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時，重物的速度 m/s(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)；
【典例4】某研究小組利用DIS實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。如圖甲所示，內(nèi)置有光電門的擺錘通過連接桿與轉(zhuǎn)軸相連，圓弧軌道上距離相同高度差位置安裝有多個寬度相同的遮光片，擺錘通過遮光片時可記錄遮光時間。實(shí)驗(yàn)時，擺錘從點(diǎn)由靜止釋放，依次記錄其通過每個遮光片所對應(yīng)的時間。用刻度尺測出每個遮光片中心距最低點(diǎn)的豎直高度為。
（1）實(shí)驗(yàn)前，用游標(biāo)卡尺測量遮光片的寬度。
（2）若取最低點(diǎn)所在平面為零勢能面，擺錘的質(zhì)量為，重力加速度為，則擺錘經(jīng)過某個遮光片時的機(jī)械能 （用、、、、表示）。
（3）為了更直觀的處理數(shù)據(jù)，研究小組繪制了擺錘擺下過程中動能、重力勢能及機(jī)械能隨高度變化的圖像如圖乙所示，仔細(xì)對比數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，擺錘擺下過程中，重力勢能的減少量 （填“大于”或“小于”）動能的增加量；經(jīng)分析，產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因不僅僅是空氣阻力對擺錘的影響，請你再寫出一個其他原因 。
【變式1】小明用圖示裝置探究自由下落的重物的機(jī)械能是否守恒。為減小空氣阻力的影響，下列說法正確的是（ ）
A．先接通電源再釋放重物
B．選用密度大、體積小的重物
C．打點(diǎn)計(jì)時器兩限位孔在同一豎直線上
D．重物下落過程中，始終用手提住紙帶上端
【變式2】用自由落體運(yùn)動驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律就是看是否等于mghn（n為計(jì)時點(diǎn)的編號）。下列說法不正確的是（ ）
A．打點(diǎn)計(jì)時器打第一個點(diǎn)0時，重物的速度為0
B．hn是計(jì)時點(diǎn)n到第一個點(diǎn)0的距離
C．m為重物的質(zhì)量，需用天平稱量
D．不可以用vn=gtn計(jì)算vn，其中（T為打點(diǎn)周期）
【變式3】（多選）關(guān)于“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是（ ）
A．在實(shí)驗(yàn)中必須要用天平測出重物的質(zhì)量、瞬時速度和下落的高度，才能驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律
B．在實(shí)驗(yàn)中因?yàn)椴恍枰蟪鰟幽芎椭亓菽艿木唧w數(shù)值，故不需要用天平測出重物的質(zhì)量
C．選取紙帶時，應(yīng)盡量挑選第一、二兩點(diǎn)間距離接近2mm的紙帶，如果沒有這樣的紙帶，實(shí)驗(yàn)達(dá)不到目的
D．如果沒有第一、二兩點(diǎn)間距離接近2mm的紙帶，本實(shí)驗(yàn)仍然可達(dá)到目的
【變式4】如圖所示，某實(shí)驗(yàn)小組在實(shí)驗(yàn)室中利用水平氣墊導(dǎo)軌和兩個光電門計(jì)時器A和B驗(yàn)證質(zhì)量為的滑塊（含遮光條）和質(zhì)量為的鉤碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。已知遮光條的寬度為，先后通過、B光電門的時間分別為、，光電門、B之間的距離為?；瑝K運(yùn)動通過光電門B時，鉤碼未落地。（重力加速度為）
驗(yàn)證本系統(tǒng)機(jī)械能守恒的表達(dá)式為 （用已知量和能直接測量的量表示）。
【變式5】某同學(xué)利用如圖a所示的裝置“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”。實(shí)驗(yàn)時該同學(xué)使用頻閃儀對做平拋運(yùn)動的小球進(jìn)行拍攝，某次拍攝后得到的照片如圖b所示（圖中未包括小球剛離開軌道的影像）。圖中的背景是放在豎直平面內(nèi)的帶有正方形方格的紙板，紙板與小球軌跡所在平面平行，其上每個大方格的邊長為5cm，當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮∪?，?br>(1)頻閃儀每隔 s發(fā)出一次閃光；小球在圖a中拋出點(diǎn)的速度大小為 ；小球運(yùn)動到位置時速度的豎直分量大小為 m/s，由此可計(jì)算出小球運(yùn)動到位置時的速度大小。
(2)已知位置到拋出點(diǎn)的豎直高度為，若滿足表達(dá)式 （用、表示），則可認(rèn)為小球從拋出點(diǎn)到位置的運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒。
1．利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)器材，不能完成的實(shí)驗(yàn)是（ ）
A．驗(yàn)證牛頓第二定律B．研究自由落體運(yùn)動規(guī)律
C．驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律D．測量重力加速度的大小
2．物理實(shí)驗(yàn)一般都涉及實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)處理、誤差分析等。例如某同學(xué)在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，利用實(shí)驗(yàn)時打出的紙帶，測量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到打點(diǎn)計(jì)時器打下的第一個點(diǎn)的距離h，計(jì)算出各計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的速度v。畫出隨h變化的圖像如圖所示。在誤差允許的范圍內(nèi)，圖線的斜率更接近（ ） 時，可認(rèn)為重錘下落過程中，機(jī)械能守恒。
A．B．C．D．
3．2021年12月9日，我國航天員翟志剛、王亞平、葉光富在“天宮課堂”進(jìn)行太空授課。在太空失重環(huán)境下，下列哪個力學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)茉凇疤旌秃诵呐摗敝许樌僮鳎? ）
A．驗(yàn)證力的平行四邊形定則
B． 研究勻變速直線運(yùn)動
C．驗(yàn)證牛頓運(yùn)動定律
D．驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律
4．某人用球拍以初速度v0豎直向上擊出一個質(zhì)量為m的小球，小球在運(yùn)動過程中受到阻力的大小恒為Ff，能達(dá)到的最大高度為h，重力加速度為g，則小球從擊出到落回?fù)舫鳇c(diǎn)的過程中（ ）
A．人對小球做功mgh
B．人對小球做功mv02
C．小球的機(jī)械能減少了Ffh
D．小球的機(jī)械能守恒
5．（多選）為驗(yàn)證在自由落體過程中物體的機(jī)械能是守恒的，某同學(xué)利用數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一個實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖，圖中A、B兩點(diǎn)分別固定了兩個速度傳感器，速度傳感器可以測出運(yùn)動物體的瞬時速度。在實(shí)驗(yàn)中測得一物體自由下落經(jīng)過A點(diǎn)時的速度是v1，經(jīng)過B點(diǎn)時的速度是v2，為了證明物體經(jīng)過A、B兩點(diǎn)時的機(jī)械能相等，這位同學(xué)又設(shè)計(jì)了以下幾個的步驟，你認(rèn)為其中不必要或者錯誤是 （ ）
A．用天平測出物體的質(zhì)量
B．測出A、B兩點(diǎn)間的豎直距離
C．利用﹣算出物體從 A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)的過程中重力勢能的變化量
D．驗(yàn)證v22﹣v12與2gh是否相等
6．（多選）如圖所示是用自由落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時得到的一條紙帶，我們選中N點(diǎn)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。下面舉出一些計(jì)算N點(diǎn)速度的方法，其中正確的是（ ）

A．N點(diǎn)是第n個點(diǎn)，則vn＝gnT
B．N點(diǎn)是第n個點(diǎn)，則vn＝g（n－1）T
C．vn＝
D．vn＝
7．（多選）某實(shí)驗(yàn)小組利用上述裝置將打點(diǎn)計(jì)時器接到 50 Hz的交流電源上，按正確操作得到了一條完整的紙帶，由于紙帶較長，圖中有部分未畫出，如圖所示。紙帶上各點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時器打出的計(jì)時點(diǎn)，其中O點(diǎn)為紙帶上打出的第一個點(diǎn)。重物下落高度應(yīng)從紙帶上計(jì)時點(diǎn)間的距離直接測出，利用下列測量值能完成驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的選項(xiàng)有（ ）

A．OA、AD和EG的長度 B．OC、BC和CD的長度
C．BD、CF和EG的長度 D．AC、BD和CE的長度
8．某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。
（1）實(shí)驗(yàn)前需要調(diào)整氣墊導(dǎo)軌底座使之水平。
（2）如圖乙所示，用游標(biāo)卡尺測得遮光條的寬度d= cm，實(shí)驗(yàn)時將滑塊從圖示位置靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時器讀出遮光條通過光電門的時間，則滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度為 m/s；在實(shí)驗(yàn)中還需要測量的物理量有：鉤碼的質(zhì)量m、 和 （文字說明并用相應(yīng)的字母表示）。
（3）本實(shí)驗(yàn)通過比較 和 在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等（用測量的物理量符號表示），從而驗(yàn)證了系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。
9．某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)利用如圖1所示的裝置來驗(yàn)證動能定理。在不掛砝碼和砝碼盤時，把長木板的一側(cè)墊高，以補(bǔ)償小車所受的阻力，然后將小車與穿過打點(diǎn)計(jì)時器的紙帶相連，并通過細(xì)線繞過光滑定滑輪掛上砝碼和砝碼盤，開始實(shí)驗(yàn)。己知小車的質(zhì)量，砝碼和砝碼盤總質(zhì)量，重力加速度g取，打點(diǎn)計(jì)時器所接電源的頻率為?；卮鹣铝袉栴}：
(1)如圖2所示是某次小車運(yùn)動時打點(diǎn)計(jì)時器在紙帶上連續(xù)打出的點(diǎn)，O、A、B、C、D、E、F為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，用毫米刻度尺測量得到，則打點(diǎn)計(jì)時器打出A點(diǎn)時小車速度大小為 。（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）
(2)由于系統(tǒng)所受外力可近似等于砝碼和砝碼盤所受的重力，而小車從A點(diǎn)運(yùn)動到E點(diǎn)過程中砝碼和砝碼盤重力勢能的減少量為 J，系統(tǒng)動能的增加量為 J，在誤差允許范圍內(nèi)兩值近似相等，則可驗(yàn)證動能定理成立。（結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）
10．某同學(xué)要做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)。如圖所示，在房梁上O點(diǎn)固定一根長度為l（l未知）、不可伸長的輕繩，輕繩另一端系一個小球。小球靜止時位于P點(diǎn)，在P點(diǎn)兩側(cè)固定光電門?，F(xiàn)把小球拉至M點(diǎn)使輕繩伸直，使M、P兩點(diǎn)間距也為l，然后將小球由靜止釋放，記錄小球經(jīng)過光電門的時間。
（1）除了光電門及配套電源外，要完成此實(shí)驗(yàn)還需要的器材是 。
A．天平 B．打點(diǎn)計(jì)時器 C．刻度尺 D．游標(biāo)卡尺
（2）如果設(shè)小球質(zhì)量為m，直徑為D，小球經(jīng)過光電門所用時間為，重力加速度為g，則小球從M點(diǎn)運(yùn)動到P點(diǎn)，重力勢能的減少量為 ，動能的增加量為 。（用題中所給物理量的符號表示）
11．在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)利用傳感器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：如圖，將質(zhì)量為m直徑為d的金屬小球在一定高度h由靜止釋放，小球正下方固定一臺紅外線計(jì)時器，能自動記錄小球擋住紅外線的時間t，改變小球下落高度h，進(jìn)行多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)。此方案驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律方便快捷。
（1）為直觀判斷小球下落過程中機(jī)械能是否守恒，應(yīng)作下列哪一個圖像 ；
A．圖像 B．圖像 C．圖像 D．圖像
（2）若（1）問中的圖像斜率為k，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹? （用d、k表示，忽略空氣阻力）。
12．某實(shí)驗(yàn)興趣小組用如圖所示的氣墊導(dǎo)軌來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，在氣墊導(dǎo)軌上可以忽略軌道的摩擦力，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：
（1）通過調(diào)節(jié)旋鈕A、B將氣墊導(dǎo)軌調(diào)水平，測量出氣墊導(dǎo)軌兩支腳A、B間的距離L，光電門1、2間的距離l，把支腳A墊高并測量出其高度為H，則光電門1、2的高度差h＝ ；
（2）測出遮光條的寬度d＝11.45mm，則該興趣小組選擇的測量儀器可能是 ；
A．10分度的游標(biāo)卡尺 B．20分度的游標(biāo)卡尺 C．螺旋測微器
（3）將滑塊從氣墊導(dǎo)軌上端釋放，滑塊通過兩光電門1、2的時間分別為、，通過記錄的數(shù)據(jù)可知 （選填“＞”、“＜”或“＝”）；
（4）取低處的光電門2為零勢能點(diǎn)，要驗(yàn)證機(jī)械能守恒，則該興趣小組同學(xué)只需在誤差允許范圍內(nèi)驗(yàn)證表達(dá)式 是否成立即可（用所測量物理量的字母表示）．
13．如圖甲為用電火花打點(diǎn)計(jì)時器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置。
（1）下列做法正確的有 。
A．必須要稱出重物和夾子的質(zhì)量
B．圖中兩限位孔必須在同一豎直線上
C．將連著重物的紙帶穿過限位孔，用手提住，且讓手盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時器
D．實(shí)驗(yàn)時，先放開紙帶，再接通打點(diǎn)計(jì)時器的電源
E.數(shù)據(jù)處理時，應(yīng)選擇紙帶上距離較近的兩點(diǎn)作為初、末位置
（2）若已知打點(diǎn)計(jì)時器的電源頻率為50Hz，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，重物質(zhì)量為0.2kg。實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖乙所示，打P點(diǎn)時，重物的速度為零，A、B、C為另外3個連續(xù)點(diǎn)，根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)，可知重物由P點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，重力勢能減少量 J。打下B點(diǎn)時重物的速度大小是 m/s。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
（3）若PB的距離用h表示，打B點(diǎn)時重物的速度為，當(dāng)兩者間的關(guān)系式滿足 時，說明下落過程中重物的機(jī)械能守恒（已知重力加速度為g）。
（4）實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)重物增加的動能略小于減少的重力勢能，其主要原因是 。
A．重物的質(zhì)量過大
B．重物的體積過小
C．電源的電壓偏低
D．重物及紙帶在下落時受到阻力
14．某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的裝置驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)時完成了如下的操作：
a.首先接通氣墊導(dǎo)軌，然后調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平，將光電門固定在氣墊導(dǎo)軌上，調(diào)節(jié)滑輪的高度使輕繩水平；
b.用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度d；
c.將質(zhì)量為M的滑塊（含遮光條）放在氣墊導(dǎo)軌上，用輕繩跨過定滑輪，另一端拴接一個質(zhì)量為m的鉤碼；
d.將鉤碼由靜止釋放，記錄滑塊經(jīng)過光電門時的擋光時間t，測量出釋放點(diǎn)到光電門的距離L；
e.改變鉤碼的個數(shù)n（每個鉤碼質(zhì)量均為m），仍將滑塊從同一位置靜止釋放，記錄滑塊經(jīng)過光電門時相應(yīng)的擋光時間。
（1）游標(biāo)卡尺示數(shù)如圖乙所示，則遮光條的寬度為 cm；
（2）已知重力加速度為g，若所掛鉤碼的個數(shù)為n，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒時，關(guān)系式 成立（用已知和測量的物理量的字母表示）；
（3）利用記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以為橫軸、為縱軸描繪出相應(yīng)的圖像，作出的圖線斜率為k，若系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，則 （用已知和測量的物理量的字母表示）。
15．實(shí)驗(yàn)室有小車（包括車上鉤碼）、打點(diǎn)計(jì)時器、紙帶、槽碼等器材，小明同學(xué)用這些器材探究加速度與力的關(guān)系，設(shè)計(jì)了兩種實(shí)驗(yàn)方案（如圖）。
(1)小明選擇電火花打點(diǎn)計(jì)時器做實(shí)驗(yàn)，需要使用的電源是______
A．學(xué)生電源，交流8V左右B．生活電源，交流220V
(2)小明同學(xué)選用圖甲方案做實(shí)驗(yàn)，以下操作過程中，說法正確的是______
A．在補(bǔ)償阻力時，應(yīng)掛上槽碼，用槽碼的重力平衡小車運(yùn)動過程中受到的阻力
B．小車需要從同一位置，靠近滑輪處多次靜止釋放
C．為了加速度便于測量，槽碼的質(zhì)量要越大越好
D．改變小車質(zhì)量后，不需要重新補(bǔ)償阻力
(3)小明同學(xué)選用圖甲方案來驗(yàn)證槽碼和小車運(yùn)動過程中系統(tǒng)機(jī)械能守恒，由于小車運(yùn)動過程中受到阻力， （填“能”或“不能”）通過補(bǔ)償阻力來滿足機(jī)械能守恒要求。
(4)某小組用圖乙所示方案做實(shí)驗(yàn)，先掛上槽碼，調(diào)整墊塊位置，使質(zhì)量為M的小車拖著紙帶沿木板勻速下滑，然后取下槽碼，記錄槽碼的質(zhì)量為m，把小車放回原位置，讓小車沿木板加速下滑，測出其下滑的加速度a
①該小組為了測量多組不同的數(shù)據(jù)，需要改變的是 （多選）
A．小車質(zhì)量 B．小車運(yùn)動方向 C．斜面傾角 D．槽碼的質(zhì)量
②該小組根據(jù)測量數(shù)據(jù)描繪出的關(guān)系圖像，正確的是
16．某同學(xué)采用重物自由下落的方法“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”，如圖所示。打點(diǎn)計(jì)時器所用電源頻率為50Hz，當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹禐?.80m/s2。
（1）下面是他實(shí)驗(yàn)時的操作步驟：
A．按照圖示的裝置安裝器件；
B．將打點(diǎn)計(jì)時器接到電源的直流輸出端上；
C．用天平測量出重錘的質(zhì)量；
D．先釋放紙帶，然后再接通電源；
E．測量打出的紙帶上某些點(diǎn)之間的距離；
F．計(jì)算重錘下落過程中減少的重力勢能和增加的動能；
G．改換紙帶，重做幾次。
其中不必要以及不恰當(dāng)?shù)牟襟E有 。
（2）若已知重物的質(zhì)量為1.00kg，按實(shí)驗(yàn)要求正確地選出紙帶，用毫米刻度尺測量連續(xù)三點(diǎn)A、B、C到第一個點(diǎn)O的距離如圖（乙）所示，那么：從打下O點(diǎn)到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中重力勢能的減少量 J（保留3位有效數(shù)字）；而動能的增加量 J（保留3位有效數(shù)字）。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)二者并不完全相等，請指出一個可能的原因 。
（3）重錘在下落的過程中，如果所受阻力均忽略不計(jì)，h代表下落的距離，v代表物體速率，Ek代表動能，Ep代表勢能，E代表機(jī)械能，以水平桌面為參考面，下列圖像可能正確的是 。

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5 實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

版本： 人教版 (2019)

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