第10講驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)

劃重點(diǎn)之精細(xì)講義系列

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.

實(shí)驗(yàn)原理

1.在只有重力做功的自由落體運(yùn)動(dòng)中，物體的重力勢能和動(dòng)能互相轉(zhuǎn)化，但總的機(jī)械能保持不變.若

物體某時(shí)刻瞬時(shí)速度為。，下落高度為〃，則重力勢能的減少量為，，陪心動(dòng)能的增加量為5看它們在

實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等，若相等則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律.

2.速度的測量：做勻變速運(yùn)動(dòng)的紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于相鄰兩點(diǎn)間的平均速度3=。2"計(jì)算打

第〃個(gè)點(diǎn)瞬時(shí)速度的方法是：測出第〃個(gè)點(diǎn)的相鄰前后兩段相等時(shí)間T內(nèi)下落的距離X”和x“+i,由公式

實(shí)驗(yàn)器材

鐵架臺(tái)（含鐵夾），打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，學(xué)生電源，紙帶，復(fù)寫紙，導(dǎo)線，毫米刻度尺，重物（帶紙帶夾）.

實(shí)驗(yàn)步驟

1.儀器安裝

按圖所示將檢查、調(diào)整好的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直固定在鐵架臺(tái)上，接好電路.

2.打紙帶

將紙帶的一端用夾子固定在重物上，另一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔用手提著紙帶使重物靜止在靠近

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的地方.先接通電源，后松開紙帶，讓重物帶著紙帶自由下落.更換紙帶重復(fù)做3?5次實(shí)驗(yàn).

3.選紙帶

分兩種情況說明

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(1)如果根據(jù)=工驗(yàn)證時(shí)，應(yīng)選點(diǎn)跡清晰，打點(diǎn)成一條直線，且1、2兩點(diǎn)間距離小于或接近2

mm的紙帶.若1、2兩點(diǎn)間的距離大于2mm,這是由于先釋放紙帶，后接通電源造成的.這樣，第1個(gè)

點(diǎn)就不是運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)了，這樣的紙帶不能選.

(2)如果根據(jù)5M斑一%?出二/HgA。驗(yàn)證時(shí)，由于重力勢能的變化是絕對的，處理紙帶時(shí)，選擇適當(dāng)?shù)?/p>

點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，這樣紙帶上打出的第1、2兩點(diǎn)間的距離是否為2mm就無關(guān)緊要了，所以只要后面的點(diǎn)跡

清晰就可選用.

4.數(shù)據(jù)處理

方法一：利用起始點(diǎn)和第〃點(diǎn)計(jì)算.代入“和，1房，如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許的條件下，mg隊(duì)和3%以

相等，則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律.

方法二：任取兩點(diǎn)計(jì)算

(1)任取兩點(diǎn)4、3測出算出〃陪心小

⑵算出最近一的值.

⑶在實(shí)驗(yàn)誤差允許的條件下，若〃暗自產(chǎn)%溫一%。3成立，則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律.

方法三：圖象法.從紙帶上選取多個(gè)點(diǎn)，測量從第一點(diǎn)到其余各點(diǎn)的下落高度人并計(jì)算各點(diǎn)速度的

平方。2,然后以」"為縱軸，以/?為橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出A圖線.若在誤差允許的范圍內(nèi)圖線

22

是一條過原點(diǎn)且斜率為g的直線，則驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.

巨

1.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要穩(wěn)定地固定在鐵架臺(tái)上，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器平面與紙帶限位孔調(diào)整在豎直方向，以減小摩

擦阻力.

2.應(yīng)選用質(zhì)量和密度較大的重物，增大重力可使阻力的影響相對減小，增大密度可以減小體積，可

使空氣阻力減小.

3.實(shí)驗(yàn)中，需保持提紙帶的手不動(dòng)，且保證紙帶豎直，待接通電源，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后，再松

開紙帶.

4.測下落高度時(shí)，要從第一個(gè)打點(diǎn)測起，并且各點(diǎn)對應(yīng)的下落高度要一次測量完.

5.如果不測出物體質(zhì)量時(shí)，只需驗(yàn)證;^=g心也可以驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.

6.速度不能用或2=缶京計(jì)算，因?yàn)橹灰J(rèn)為加速度為g,機(jī)械能當(dāng)然守恒，即相當(dāng)于用

機(jī)械能守恒定律驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，況且用v“=g"計(jì)算出的速度比實(shí)際值大，會(huì)得出機(jī)械能增加的結(jié)

論，而因?yàn)槟Σ磷枇Φ挠绊?，機(jī)械能應(yīng)該減小，所以速度應(yīng)從紙帶上直接測量計(jì)算.同樣的道理，重物下

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落的高度〃，也只能用刻度尺直接測量，而不能用代或禽=幅計(jì)算得到.

誤差分析

1.系統(tǒng)誤差：本實(shí)驗(yàn)中因重物和紙帶在下落過程中要克服阻力做功，故動(dòng)能的增加量一定略小于重

力勢能的減少量，這是不可避免的，屬于系統(tǒng)誤差，改進(jìn)的方法是調(diào)整器材的安裝，盡可能地減小阻力.

2.偶然誤差：本實(shí)驗(yàn)的另一誤差來源于長度的測量，屬于偶然誤差.減小誤差的方法是測量物體的

下落距離時(shí)，所選的距離盡可能大一些，或者多次測量取平均值.

國共例少踞

考點(diǎn)L實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

【典例1】用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)1、小2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒.加2從高處由靜止開始下落，

加1上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn)，對紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測量，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.如圖給出的是實(shí)

驗(yàn)中獲取的一條紙帶：0是打下的第一個(gè)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距

離如圖所示.已知加1=50g、冽2=150g.則(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

(1)在紙帶上打下,口片□,計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)的速度o=m/s；

(2)在打下第“0”到打下第“5”點(diǎn)的過程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量A^k=J,系統(tǒng)勢能的減少量力=

J；(取當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=10m/s2)

(3)若某同學(xué)作出32一〃圖象如圖所示，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=m/s2.

竽(m*s-2)

L2°h/m

考點(diǎn)2：實(shí)驗(yàn)誤差分析

【典例2】在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50Hz,當(dāng)?shù)刂亓铀?/p>

度的值為9.80m/s2,測得所用重物的質(zhì)量為1.00kg,甲、乙、丙三位學(xué)生分別用同一裝置打出三條紙帶，

量出各紙帶上第1、2兩點(diǎn)間的距離分別為0.18cm、0.19cm和0.25cm,可見其中肯定有一個(gè)學(xué)生在操作

上有錯(cuò)誤.

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(1)錯(cuò)誤操作是.

(2)若按實(shí)驗(yàn)要求正確地選出紙帶進(jìn)行測量，量得連續(xù)三點(diǎn)4B、。到第一個(gè)點(diǎn)。的距離如圖所示(相

鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s),那么(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)學(xué))

....fff.

-5.01~單位:czn

--------7.06---------

①紙帶的端與重物相連.

②打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)3時(shí)，重物的速度。B=.

③在從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中重物重力勢能的減少量是AEp=,此過程中重物動(dòng)能

的增加量是AEk=.

④通過計(jì)算，數(shù)值上AEpA￡k(填”或“<”)，這是因?yàn)?/p>

⑤實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是

考點(diǎn)3：實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新

【典例31現(xiàn)要通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌；

導(dǎo)軌上4點(diǎn)處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為

機(jī)的祛碼相連；遮光片兩條長邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上3點(diǎn)有一光電門，可以測量遮光片經(jīng)過光電門時(shí)的擋

光時(shí)間用d表示/點(diǎn)到導(dǎo)軌底端C點(diǎn)的距離，〃表示/與。的高度差，b表示遮光片的寬度，s表示/、

8兩點(diǎn)的距離，將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過8點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度.用g表示重力加速度.完

成下列填空和作圖.

(1)若將滑塊自/點(diǎn)由靜止釋放，則在滑塊從/運(yùn)動(dòng)至3的過程中，滑塊、遮光片與祛碼組成的系統(tǒng)

重力勢能的減小量可表示為.動(dòng)能的增加量可表示為.若在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒，9s

的關(guān)系式為A

(2)多次改變光電門的位置，每次均令滑塊自同一點(diǎn)(/點(diǎn))下滑，測量相應(yīng)的s與/值.結(jié)果如表所示:

12345

s/m0.6000.8001.0001.2001.400

t/ms8.227.176.445.855.43

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^/XIO4s-2

1.481.952.412.923.39

以s為橫坐標(biāo)，卻縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙中描出第1和第5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)；根據(jù)5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)作直線，求得該

直線的斜率k=X104mis-2(保留3位有效數(shù)字).由測得的h、d、b、M和m數(shù)值可以計(jì)算出

上直線的斜率如將上和總進(jìn)行比較，若其差值在實(shí)驗(yàn)允許的范圍內(nèi)，則可認(rèn)為此實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了機(jī)械能守

恒定律.

???

劃重點(diǎn)

1.本題創(chuàng)新點(diǎn)分析

(1)真題溯源：本題中利用光電門測速度來源于教材中的其它實(shí)驗(yàn)比處理紙帶測速度優(yōu)越得多.

(2)創(chuàng)新亮點(diǎn)：

①通過測量M的速度大小，從而知道M的速度大小，也就求出了系統(tǒng)總功能變化.

②利用幾何關(guān)系，結(jié)合/、2間距為s,求出M下降的豎直高度力=々，進(jìn)一步求出"重力勢能的

a

減小量.

2.本實(shí)驗(yàn)的其他改進(jìn)新思路

(1)實(shí)驗(yàn)器材的創(chuàng)新

①本實(shí)驗(yàn)可以用一根不可伸長的輕繩、小圓柱、光電門來完成驗(yàn)證.如圖所示，方法是用輕繩拴住小

圓柱.讓其繞懸點(diǎn)由水平位置向下做圓周運(yùn)動(dòng)，在懸點(diǎn)的正下方固定好光電門.測出小圓柱經(jīng)過光電門的

速度，可由%g￡=/w2,驗(yàn)證機(jī)械能守恒.

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②本實(shí)驗(yàn)也可以借助平拋運(yùn)動(dòng)來驗(yàn)證，如圖所示

弧形軌道末端水平，離地面的高度為〃將鋼球從軌道的不同高度刀處靜止釋放，鋼球的落點(diǎn)距軌道末

端的水平距離為S.

由平拋規(guī)律：S=pt、產(chǎn)

又由機(jī)械能守恒：〃電人=齊"

得S2=4H〃，即通過測量s、H、h,若在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)s2與47涕近似相等即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒

(2)數(shù)據(jù)處理

①本實(shí)驗(yàn)中的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，不采用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，而采用電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，可以避免振針阻力

的影響，減小實(shí)驗(yàn)的誤差.

②用高頻閃光照相機(jī)對自由落體運(yùn)動(dòng)的小球拍照，可通過分析小球的閃光照片驗(yàn)證機(jī)械能守恒，數(shù)

據(jù)處理方法與處理紙帶類似.

③利用光電門測小球下落速度的方法驗(yàn)證機(jī)械能守恒，可以減小因打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔及振針的阻力

對實(shí)驗(yàn)精確度的影響.

1.某班級同學(xué)利用如圖甲裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，己知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為7,當(dāng)?shù)刂?/p>

力加速度為g。

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(1)在實(shí)驗(yàn)過程中，下列操作不正項(xiàng)的有o

A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器兩限位孔必須在同一豎直線上

B.釋放重錘前，手捏住紙帶上端開使紙帶保持豎直

C.做實(shí)驗(yàn)時(shí)，先釋放重物，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源

(2)小華在實(shí)驗(yàn)過程中，得到如圖乙所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、3、C,測

得它們到起始點(diǎn)。的距離分別為勾、旗、j設(shè)重物的質(zhì)量為加，從打。點(diǎn)到打3點(diǎn)的過程中，重物的

動(dòng)能變化量獗=

OABC

h

(3)很多學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示重力勢能的減少量略大于動(dòng)能的增加量，原因是o

A.利用公式"=卬計(jì)算重物速度B.利用公式丫=屈計(jì)算重物速度

C.沒有采用多次實(shí)驗(yàn)取平均值的方法D.存在空氣阻力和摩擦阻力的影響

(4)小芳在紙帶上選取計(jì)數(shù)點(diǎn)后，測量它們到起始點(diǎn)O的距離〃，計(jì)算畫相應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)重物的速度v,若

描繪出的丫2一〃圖像是一條過原點(diǎn)的直線，能否說明重物下落過程中機(jī)械能守恒(填“能”或“不

能”)，并寫出理由。

2.驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，現(xiàn)有的器材：帶鐵夾的鐵架臺(tái)、紙帶、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、交

流電源、帶夾子的重物?；卮鹣铝袉栴}：

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A.秒表B.天平C.毫米刻度尺

(2)部分實(shí)驗(yàn)步驟如下：

A.接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后放開紙帶

B.手提紙帶的上端，讓重物靜止在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近

C.關(guān)閉電源，取出紙帶

D.把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵夾上，讓紙帶穿過限位孔

上述實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是;

(3)實(shí)驗(yàn)中，夾子與重物的質(zhì)量m=250g,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列點(diǎn)，如圖2所示為選取的一條

符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶，。為第一個(gè)點(diǎn)，/、5、C為三個(gè)連續(xù)點(diǎn)，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)，當(dāng)

地的重力加速度g=9.8m/s2,選取圖中。點(diǎn)和8點(diǎn)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，則重物重力勢能減少量

A￡p=J,動(dòng)能增量J；(以上均要求保留2位有效數(shù)字)

(4)本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的原因-

3.(1)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1,內(nèi)置有光電門的重錘通過輕桿與轉(zhuǎn)軸

。相連，重錘通過遮光片時(shí)可記錄遮光時(shí)間。實(shí)驗(yàn)時(shí)，重錘從M點(diǎn)由靜止釋放，依次記錄其通過每個(gè)速光

片所對應(yīng)的時(shí)間用刻度尺測出每個(gè)遮光片距最低點(diǎn)N的豎直高度為人，重錘質(zhì)量為加，重力加速度為g。

①實(shí)驗(yàn)前，用游標(biāo)卡尺測量遮光片的寬度d,其示數(shù)如圖2,則1=mm.

②若以最低點(diǎn)N為零勢能面，選用字母旭、從小八g表示物理量，則經(jīng)過某個(gè)遮光片時(shí)，重錘的重力勢

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能耳=,動(dòng)能用=；對比通過各遮光片處重錘的機(jī)械能￡（￡=綜+筑）是否相等，

可判斷機(jī)械能守恒與否。

③為了更直觀的處理數(shù)據(jù)，研究小組繪制了重錘擺下過程中動(dòng)能、重力勢能及機(jī)械能隨高度變化的圖像如

圖3所示，其中重力勢能紇的圖線應(yīng)為（選填"”，“8”或“。）；仔細(xì)比對數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，

重錘擺下過程中，重力勢能減少量動(dòng)能增加量（選填“大于”或“小于”）。

4.一小組同學(xué)用如圖甲所示的力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。繞過定滑輪的細(xì)線上懸掛質(zhì)量相等的

鉤碼A和鉤碼B,在鉤碼A的下面固定穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，用手固定住鉤碼A,在鉤碼B下面再掛

上一較小的鉤碼C,之后放開鉤碼A,讓系統(tǒng)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，由于系統(tǒng)的速度增大得不是很快，便于測

量物理量，因此能較好地驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。已知鉤碼A、B的質(zhì)量均為鉤碼C的質(zhì)量為如當(dāng)?shù)?/p>

的重力加速度大小為go

9

0A

OB

A

yC

、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

'紙帶

ri

圖甲

（1）該小組同學(xué)閉合打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源開關(guān)，由靜止釋放鉤碼A后，打出的紙帶如圖乙所示，已知打點(diǎn)計(jì)

時(shí)器所用交流電源的頻率為50Hz,則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打X點(diǎn)時(shí)紙帶的速度大小v=m/s（結(jié)果保留三位有

效數(shù)字）。

0cm12345678910

『IIIIIIIIIIIIIIII小IIIIIIIIIIIIIIIIIII川iliiliiiihi川川山川1川山川I川小川小1小巾I,

/j一?：4j7'

圖乙

（2）在打X點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)的動(dòng)能表達(dá)式為（用M、加及v表示）。

（3）打點(diǎn)到起始點(diǎn)間的距離為s,則從釋放鉤碼A到打〃點(diǎn)的過中，系統(tǒng)的重力勢能減小量的表達(dá)式為

（用7〃、g及S表示）

（4）該小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)打〃點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)的重力勢能減小量大于打該點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)能，于是對紙帶上的多個(gè)點(diǎn)

分析，用打各點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)能&作為縱坐標(biāo)，用各點(diǎn)到起始點(diǎn)的距離s作為橫坐標(biāo)，描繪出&s圖像如圖

丙所示，若圖像的斜率為比則系統(tǒng)受到的阻力大小為（用加、g及后表示）；產(chǎn)生的阻力可能

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是（除空氣阻力外）（回答一點(diǎn)即可）。

圖丙

5.在用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)，某同學(xué)按照正確的操作選得紙帶如圖。其中。是起始點(diǎn)，A、B、

C是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下的3個(gè)點(diǎn)，該同學(xué)用毫米刻度尺測量。到A、3、C各點(diǎn)的距離，并記錄在圖中

_

S\O5

Z/

^7

:9.5］川一

12.54

15.70

（1）該同學(xué)用重錘在08段的運(yùn)動(dòng)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒。已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.8m/s2,他用NC段的

平均速度作為該點(diǎn)對應(yīng)的物體的瞬時(shí)速度，則該段重錘重力勢能的減少量為,而動(dòng)能的增加量為

,（均保留3位有效數(shù)字，重錘質(zhì)量用加表示）這樣驗(yàn)證的系統(tǒng)誤差產(chǎn)生原因是0

2

（2）根據(jù)紙帶算出相關(guān)各點(diǎn)的速度v,量出下落的距離〃，以L為縱軸，以訪為橫軸面出的圖線應(yīng)是圖中

2

的，就證明機(jī)械能是守恒的。

6.某實(shí)驗(yàn)小組用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。他們將一小鋼球用細(xì)線系住懸掛在鐵架臺(tái)

上，并在小鋼球靜止位置N點(diǎn)的正下方固定一光電門。小鋼球的底部固定一寬度為d的遮光條，并使其與

細(xì)線在一條直線上。將小鋼球拉至“點(diǎn)，測出此時(shí)細(xì)線與豎直方向之間的夾角為e,將小鋼球由靜止釋放,

遮光條經(jīng)過光電門的擋光時(shí)間為t,實(shí)驗(yàn)測得懸掛點(diǎn)到球心的距離為心當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間。

甲乙

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（1）用50分度的游標(biāo)卡尺測量遮光條寬度，示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)為"=mm；某次測量中，

計(jì)時(shí)器的示數(shù)為0.0025s,則小鋼球經(jīng)過/點(diǎn)時(shí)的速度大小為m/s。

（2）若所測的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在誤差允許范圍內(nèi)滿足表達(dá)式（用g、L、d、t、。表示），即可知小鋼球

由M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至/點(diǎn)的過程中機(jī)械能守恒。

（3）多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，若以/點(diǎn)為重力勢能零點(diǎn)，小鋼球在M點(diǎn)的重力勢能略小于它在/點(diǎn)的動(dòng)能，造成

這一結(jié)果的原因是o

7.某學(xué)習(xí)小組測量了當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭后，又利用氣墊導(dǎo)軌做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，裝置如圖

A.將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上，將導(dǎo)軌調(diào)至水平；

B.測出擋光條的寬度d,用天平測出托盤和磋碼的總質(zhì)量辦

C.將滑塊（帶有凹槽）移至圖示位置，測出滑塊至光電門間的距離/；

D.釋放滑塊，讀出擋光條通過光電門的擋光時(shí)間/；

E.改變滑塊的釋放位置，測量多組數(shù)據(jù)。

回答下列問題:

（1）用刻度尺測量滑塊至光電門間的距離/,示數(shù)如圖乙，貝!!/=mmo

滑塊擋光

.條中心線

【光電門滑塊左端滑塊右端

I中心線|j

||||||||||||||||||||||||||||||||||||||<

0123/As1920212223

單位:cm

乙

（2）滑塊從靜止運(yùn)動(dòng)至光電門的過程中，系統(tǒng)重力勢能的減少量A^=（用題中所給字母表

示）。

（3）實(shí)驗(yàn)中（選填“需要”或“不需要”）測量滑塊質(zhì)量M；若實(shí)驗(yàn)中測量的物理量滿足關(guān)系式

，可認(rèn)為系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。

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（4）該實(shí)驗(yàn)小組按步驟C、D、E完成實(shí)驗(yàn)并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)后，又將托盤上的祛碼取出一個(gè)放在滑塊的凹

槽內(nèi)，再次重復(fù)之前的實(shí)驗(yàn)過程。他們將取祛碼前、后測量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在同一坐標(biāo)紙上繪制的圖

像如圖丙所示，則取祛碼后描繪的圖像應(yīng)該是圖中的直線（選填Z"或"2”）。

丙

（5）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)增加的動(dòng)能總是大于減少的重力勢能，原因可能是

（至少答出兩條）。

8.有同學(xué)利用如圖所示的裝置完成“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)。

（1）關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是o

A.紙帶越短，阻力的影響越小，實(shí)驗(yàn)效果越好

B.若使用電磁式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，它應(yīng)該接220V交流電源

C.紙帶上端用固定的夾子夾住后釋放紙帶的效果比用手更好

D.必須利用天平準(zhǔn)確測量出重物的質(zhì)量，否則無法進(jìn)行驗(yàn)證

E.若要對減小實(shí)驗(yàn)誤差有利，重物可選用質(zhì)量和密度較大的金屬重錘

（2）操作全部符合要求，該同學(xué)得到一條合適的紙帶（局部）如下圖所示，已知該條紙帶上的第1、2兩

個(gè)點(diǎn)（圖中未畫出）間的距離近似為2mm,刻度尺的“0”與第1個(gè)點(diǎn)對齊，/、3、…G各點(diǎn)對應(yīng)的數(shù)據(jù)是

該點(diǎn)到第1個(gè)點(diǎn)的距離，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接電源頻率為50Hz,重物質(zhì)量為LOkg,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?.8m/s2。

ABCDEFG

???????

20.0024.1528.6833.6038.9144.6150.69

①若規(guī)定打下第1個(gè)點(diǎn)時(shí)重物所在位置為參考點(diǎn)，則打下8點(diǎn)時(shí)，重物的重力勢能為J（結(jié)果保留

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三位有效數(shù)字）。

②打下2點(diǎn)時(shí)，重物的動(dòng)能為______J（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。

③實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)重力勢能減少量大于動(dòng)能增加量，可能的原因是（寫出一條即可）。

9.物理實(shí)驗(yàn)一般都涉及實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)分析等。

（1）某實(shí)驗(yàn)小組在做“測量做直線運(yùn)動(dòng)小車的瞬時(shí)速度”的實(shí)驗(yàn)中，選取了一條點(diǎn)跡清晰的紙帶