驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 專項(xiàng)訓(xùn)練（學(xué)生版）-2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)

考點(diǎn)25驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

IK考情探究,

i.高考真題考點(diǎn)分布

題型考點(diǎn)考查考題統(tǒng)計(jì)

實(shí)驗(yàn)題驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律2024年6月浙江卷

實(shí)驗(yàn)題驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律2023年天津卷

實(shí)驗(yàn)題驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律2022年湖北卷、河北卷

2.命題規(guī)律及備考策略

【命題規(guī)律】各地高考對(duì)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律這個(gè)實(shí)驗(yàn)的考查頻度較高，考查多在原型實(shí)驗(yàn)的所用原理的

基礎(chǔ)之上，通過(guò)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的方式予以考查。

【備考策略】

1.掌握并會(huì)利用實(shí)驗(yàn)的原理驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，并會(huì)做出必要的誤差分析。

2.能夠在原型實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)或者創(chuàng)新，做出同類探究。

【命題預(yù)測(cè)】重點(diǎn)關(guān)鍵利用創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)裝置或方法對(duì)機(jī)械能守恒定律的驗(yàn)證。

n.考點(diǎn)梳理

i.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。

2.實(shí)驗(yàn)原理

通過(guò)實(shí)驗(yàn)，求出做自由落體運(yùn)動(dòng)物體的重力勢(shì)能的減少量和對(duì)應(yīng)過(guò)程動(dòng)能的增加量，在實(shí)驗(yàn)誤差允許

范圍內(nèi)，若二者相等，說(shuō)明機(jī)械能守恒，從而驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。

「打點(diǎn)匕姑

計(jì)時(shí)器一紙帶

\

夾子

f重物

n

3.實(shí)驗(yàn)器材

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、交流電源、紙帶、復(fù)寫紙、重物、刻度尺、鐵架臺(tái)(帶鐵夾)、導(dǎo)線。

4.實(shí)驗(yàn)步驟

(1)安裝器材：將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，用導(dǎo)線將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與電源相連。

⑵打紙帶

用手豎直提起紙帶，使重物?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器下方附近，先接通電源，再松開(kāi)紙帶，讓重物自由下落，打

點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，取下紙帶，換上新的紙帶重打幾條(3?5條)。

(3)選紙帶：分兩種情況說(shuō)明

①若選第1點(diǎn)。到下落到某一點(diǎn)的過(guò)程，即用加來(lái)驗(yàn)證，應(yīng)選點(diǎn)跡清晰，且第1、2兩點(diǎn)間距離

接近2mm的紙帶(電源頻率為50Hz)?；蛘邷y(cè)量從第一點(diǎn)到其余各點(diǎn)的下落高度h,并計(jì)算各點(diǎn)速度的平方

峭，然后以｝2為縱軸，以力為橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出圖像。若在誤差允許的范圍內(nèi)圖像是一條過(guò)

原點(diǎn)且斜率為g的直線，則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。

②用1辦2=加8自3驗(yàn)證時(shí)，由于重力勢(shì)能的相對(duì)性，處理紙帶時(shí)選擇適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)即可。

5.實(shí)驗(yàn)結(jié)論

在誤差允許的范圍內(nèi)，自由落體運(yùn)動(dòng)過(guò)程機(jī)械能守恒。

6.誤差分析

(1)測(cè)量誤差：減小測(cè)量誤差的方法，一是測(cè)下落距離時(shí)都從。點(diǎn)量起，一次將各打點(diǎn)對(duì)應(yīng)下落高度測(cè)量完,

二是多測(cè)幾次取平均值。

(2)系統(tǒng)誤差：由于重物和紙帶下落過(guò)程中要克服阻力做功，故動(dòng)能的增加量AEku/v/必定稍小于重力勢(shì)

能的減少量A￡p=〃?g〃"，改進(jìn)辦法是調(diào)整安裝的器材，盡可能地減小阻力。

7.注意事項(xiàng)

(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要豎直：安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)要豎直架穩(wěn)，使其兩限位孔在同一豎直線上，以減少摩擦阻力。

(2)重物應(yīng)選用質(zhì)量大、體積小、密度大的材料。

(3)應(yīng)先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作，后松開(kāi)紙帶讓重物下落。

(4)測(cè)長(zhǎng)度，算速度：某時(shí)刻的瞬時(shí)速度的計(jì)算應(yīng)用丫"=如手」，不能用荻或v〃=gf來(lái)計(jì)算。

!考點(diǎn)精講I

考點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn)

考向1實(shí)驗(yàn)原理與操作

典例引領(lǐng)

1.某物理興趣小組利用如圖1所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能金屬桿守恒定律，該小組同學(xué)讓重物帶動(dòng)紙帶從靜止

開(kāi)始自由下落，按正確操作得到了一條完整的紙帶如圖2所示。

~B~~C

⑴下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)說(shuō)法正確的是o

A.實(shí)驗(yàn)時(shí)重錘可以用木質(zhì)小球替代

B.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作時(shí)的電壓應(yīng)選擇直流6~8V

C.安裝實(shí)驗(yàn)器材時(shí)，必須使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)限位孔在同一豎直線上

D.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先手掌托住重錘使其緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，待接通電源后，再釋放重錘

（2）在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的，點(diǎn)/、B、C,測(cè)得它們到起始點(diǎn)。點(diǎn)與下一點(diǎn)的間距接近2mm）

的距離分別為幻、小、生。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為7。設(shè)重物質(zhì)量為加。從打

。點(diǎn)到2點(diǎn)的過(guò)程中，重物的重力勢(shì)能變化量第=,動(dòng)能變化量A￡k=o（用已知字母表

示）

⑶若通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，物體動(dòng)能的增加量溫大于重力勢(shì)能減少量明,則原因可能是下列選項(xiàng)的。

A.重物受到空氣阻力的影響B(tài).打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電壓較低

C.紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間存在摩擦D.實(shí)驗(yàn)時(shí)先釋放紙帶再接通電源

即典性測(cè)

2.某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)利用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。規(guī)范操作后，得到一條點(diǎn)跡清晰

的紙帶，如圖2所示，4B、C、D、E、尸是紙帶上選取的6個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有一個(gè)點(diǎn)

未畫出，用刻度尺依次測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到/點(diǎn)的距離分別為磯=2.34cm、hCA=6.22cm電=11.65cm、

垢=18.62cm、砧=27.11cm,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交流電源的頻率為50Hz,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/p>

g=9.80m/s2?回答下列問(wèn)題：

ABCDE

⑴打下計(jì)數(shù)點(diǎn)2時(shí)，重物的速度大小”=m/s（結(jié)果保留兩位小數(shù)）。

（2）根據(jù)上述測(cè)量數(shù)據(jù)，為驗(yàn)證重物下落過(guò)程中機(jī)械能守恒，應(yīng)使用表達(dá)式驗(yàn)證。（填選項(xiàng)前的字

母）

A-g力

=V

B.ghEB~E

,1212

c-ShFA=2Vf~:2VA

⑶有同學(xué)認(rèn)為，若重物下落過(guò)程中的加速度在誤差允許的范圍內(nèi)等于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋涂梢则?yàn)證重物

下落過(guò)程機(jī)械能是守恒的。該說(shuō)法是否正確？（選填"正確"或"錯(cuò)誤"）。

⑷重物下落過(guò)程中的加速度大小為m/s?（保留3位有效數(shù)字）。

典例引領(lǐng)

3.某實(shí)驗(yàn)小組用重錘自由下落的過(guò)程來(lái)檢驗(yàn)機(jī)械能守恒。

⑴如圖甲是四位同學(xué)釋放紙帶瞬間的照片，你認(rèn)為操作正確的是

ABCD

甲

（2）關(guān)于接通電源和放手讓重錘運(yùn)動(dòng)的先后順序,下列說(shuō)法正確的是o

A.先放手后接通電源B.放手時(shí)同時(shí)接通電源

C.先接通電源后放手D.以上說(shuō)法都不對(duì)

⑶選出一條清晰的紙帶如圖乙所示，其中。點(diǎn)為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)，通過(guò)分析已知該點(diǎn)速度為

零，另選連續(xù)的三個(gè)點(diǎn)/、B、Co用刻度尺測(cè)得這三個(gè)點(diǎn)到。點(diǎn)間距為：CM=15.55cm,（95=19.20cm,

OC=23.23cm,重錘的質(zhì)量為0.2kg,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作頻率為50Hz,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭為9.8m/s2。從

打下。到打下2點(diǎn)，重力勢(shì)能減少量等于J,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下2點(diǎn)時(shí)重錘的速度大小m/s,重錘

動(dòng)能增加量為J=（計(jì)算結(jié)果均保留2位小數(shù)）

<------->

15.55cm

<-----19.20cm-----?

<23.23cm---------------------?

乙

⑷實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)重錘自由下落過(guò)程中獲得的動(dòng)能并不等于重力勢(shì)能減少量，分析兩者不相等的原因可能

是=（至少寫出一條主要原因）。

即

4.某同學(xué)利用如圖1所示裝置進(jìn)行"驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)：

⑴關(guān)于這一實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是;

A.實(shí)驗(yàn)使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，應(yīng)接220V交流電B.選擇質(zhì)量大體積小的物體作為重物

C.還必須配備的器材有秒表和刻度尺D.本實(shí)驗(yàn)不需要測(cè)重物的質(zhì)量

⑵實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)先接通電源，再釋放重物，得到一條圖2所示的紙帶，其中。點(diǎn)為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第

一個(gè)點(diǎn)，/、B、C為紙帶上所打的三個(gè)點(diǎn)，測(cè)得它們到起始點(diǎn)。的距離分別為％、用、自，在/和8、8

和C之間還各有一個(gè)點(diǎn)。己知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T,重物的質(zhì)量為加，從打

。點(diǎn)到打8點(diǎn)的過(guò)程中，重物的重力勢(shì)能減少量反0=,動(dòng)能增力口量AEk=；（用題目中已知字

母表示）

⑶因重物下落過(guò)程受各種阻力的影響，則該同學(xué)數(shù)據(jù)處理的結(jié)果會(huì)出現(xiàn)5f（選填">或

“<"）；

1,

⑷該同學(xué)進(jìn)一步求出紙帶上各點(diǎn)的速度大小v,然后作出相應(yīng)的一丁―〃圖像，畫出的圖線是一條通過(guò)坐標(biāo)

2

原點(diǎn)的直線。該同學(xué)認(rèn)為：只要圖線通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，就可以判定重物下落過(guò)程機(jī)械能守恒，該同學(xué)的分析_

（選填"合理"或"不合理”）。

!考點(diǎn)精講I

考點(diǎn)二創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

i.實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)：通過(guò)光電門測(cè)速度，進(jìn)一步驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。

2.實(shí)驗(yàn)思路的改進(jìn)：通過(guò)細(xì)線拉力最大值和最小值的關(guān)系圖像驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。

―數(shù)據(jù)

L-J-I采集器

I計(jì)算機(jī)I

典例引領(lǐng)

5.某同學(xué)設(shè)計(jì)出如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。讓小球自由下落，下落過(guò)程中小球經(jīng)過(guò)

光電門和光電門光電計(jì)時(shí)器記錄下小球先后通過(guò)光電門的時(shí)間分別為、已知當(dāng)?shù)氐闹亓?/p>

12,4|Af2,

速度為g。

圖1圖2

⑴該同學(xué)先用螺旋測(cè)微器測(cè)出小球的直徑"如圖2所示，則其直徑"=mm。

⑵小球通過(guò)光電門1時(shí)的速度匕=（用題中所給字母表示）。

⑶保持光電門1到光電門2的高度差〃不變，調(diào)整電磁鐵的位置，使小球從光電門1上方不同高度處釋

11

放，多次實(shí)驗(yàn)記錄多組數(shù)據(jù)后，以區(qū)了為縱軸,以為橫軸作出相應(yīng)的圖像，則該圖像的斜率

k=。如果不考慮空氣阻力，當(dāng)縱截距6=（用題中所給字母表示）時(shí)，就可以驗(yàn)證小球下落過(guò)

程中機(jī)械能守恒。

6.某實(shí)驗(yàn)小組驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的裝置如圖1所示，在鐵架臺(tái)上端固定一輕質(zhì)滑輪，一條輕質(zhì)細(xì)繩跨

過(guò)滑輪懸吊兩個(gè)完全相同的物塊A、B,質(zhì)量均為物塊A側(cè)面粘貼小遮光片（質(zhì)量忽略不計(jì)）。在物塊

A下掛6個(gè)小鉤碼、B下掛4個(gè)小鉤碼，小鉤碼也完全相同且質(zhì)量為小，光電門C、D通過(guò)連桿固定于鐵架

臺(tái)上，并處于同一豎直線上，光電門C、D之間的距離為=50Qcm。兩光電門與數(shù)字計(jì)時(shí)器相連（圖中未畫

2

出），可記錄遮光片通過(guò)光電門的時(shí)間。初始時(shí)，通過(guò)外力干預(yù)使整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，g=10m/so實(shí)

驗(yàn)步驟如下：

■CM2]II

c!!

IIlB

f=0J0123（cm）

DI山川],1旦1卜!|山1,11ILLhuiI

■“ih?Hii]11111illi「

，01020

uu-------------------------------------------

圖1圖2

⑴用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光片的寬度如圖2所示，遮光片的寬度d=mm。

⑵從合適位置釋放物塊，計(jì)時(shí)器記錄遮光片通過(guò)光電門C、D的時(shí)間分別為。=4.30ms,〃=2.15ms。物塊

A下落過(guò)程的加速度為m/s2。（結(jié)果保留兩位小數(shù)）

⑶已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,若要驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，需要驗(yàn)證的關(guān)系式為o（用所給物理量的

符號(hào)表示）

考向2實(shí)驗(yàn)思路的改進(jìn)

典例引領(lǐng)

7.某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)利用如圖甲所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，在鐵架臺(tái)上固定一角度測(cè)量?jī)x，用一

長(zhǎng)度為2的細(xì)線拴接一小球，自然下垂時(shí)小球剛好位于光電門處。首先用游標(biāo)卡尺測(cè)量了小球的直徑d

（?<”）,然后將小球拉離平衡位置一個(gè)角度a,使小球由靜止釋放，記錄小球經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的擋光時(shí)間

t,多次改變角度a,并記錄每次所對(duì)應(yīng)的擋光時(shí)間，已知重力加速度為g。

⑴用50分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑時(shí)，游標(biāo)卡尺的讀數(shù)如圖乙所示，該小球的直徑仁mm；

（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)（填"需要"或"不需要"）測(cè)量小球的質(zhì)量加；

⑶通過(guò)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以cosa為橫軸，欲將圖線擬合成一條直線應(yīng)以_____（填"產(chǎn)或"斗"）為縱

tt

軸，若該過(guò)程小球的機(jī)械能守恒，則圖線的斜率h（用題中所給字母表示）。

即時(shí)檢測(cè)

8.某同學(xué)設(shè)計(jì)出如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.用細(xì)線懸掛一個(gè)勻質(zhì)小圓柱體，從細(xì)線

與水平方向成。角無(wú)初速度地釋放，下落過(guò)程中小圓柱體中心經(jīng)過(guò)固定在。點(diǎn)正下方的光電門，光電計(jì)時(shí)

器記錄下小圓柱體通過(guò)光電門的時(shí)間加，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間。

⑴該同學(xué)先用螺旋測(cè)微器測(cè)出小圓柱體的直徑如圖乙，則直徑"=mm。

（2）為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，該實(shí)驗(yàn)不需要測(cè)量下列哪些物理量_________（填標(biāo)號(hào)）。

A.小圓柱體的質(zhì)量加B.細(xì)線與水平方向成。角

C.懸線長(zhǎng)c和小圓柱體的高度人D.小圓柱體經(jīng)過(guò)光電門的遮光時(shí)間。

（3）保持光電門的位置不變，改變釋放點(diǎn)，記錄多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作出sin。-[}[變化的圖像如圖丙所示，

如果不考慮空氣阻力，則滿足f=_______（用題中所給的物理量符號(hào)表示），就可以驗(yàn)證小圓柱體下擺過(guò)

b

程中機(jī)械能守恒.

I、.好題沖關(guān)，

基礎(chǔ)過(guò)關(guān)

1.如圖1所示為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置。

J

⑴如圖2,釋放紙帶前的瞬間，重錘和手的位置合理的是;

⑵由于受阻力的影響，重錘增加的動(dòng)能陽(yáng)與減少的重力勢(shì)能多的大小關(guān)系為"k妝（選填"大

于"、"小于"或"等于"）

⑶如圖是某次實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶，。點(diǎn)是打下的第一個(gè)點(diǎn)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為T,重力加

速度為g,要驗(yàn)證。點(diǎn)到B點(diǎn)過(guò)程機(jī)械能是否守恒，則需要驗(yàn)證等式是否成立。

2.如圖甲，小張同學(xué)做"驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)。

修

II計(jì)打時(shí)點(diǎn)器一紙幣帶

\—

⑴實(shí)驗(yàn)中，先接通電源，再釋放重物，得到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)/、

B、C,測(cè)得它們到起始點(diǎn)。的距離分別為相、hB、hC。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周

期為7。設(shè)重物的質(zhì)量為加。從打。點(diǎn)到打8點(diǎn)的過(guò)程中，重物的重力勢(shì)能減小量△與=,動(dòng)能增

加量'Ek=o

⑵大多數(shù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量，原因是O

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

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

⑶小張同學(xué)繼續(xù)應(yīng)用紙帶上各點(diǎn)到起始點(diǎn)。的距離〃，計(jì)算出相應(yīng)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度v,以分為橫軸、3為縱

軸作出了如圖丙的圖線，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,該圖線的斜率應(yīng)_______。

A.等于gB.小于2gC.等于2gD.大于2g

3.某學(xué)習(xí)小組用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：

①用天平測(cè)出滑塊和遮光條的質(zhì)量M、鉤碼的質(zhì)量加；

②調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平，按圖連接好實(shí)驗(yàn)裝置，固定滑塊；

③測(cè)量遮光條中點(diǎn)與光電門之間距離Z及遮光條寬度d,將滑塊由靜止釋放，光電門記錄遮光條遮光時(shí)間

④改變遮光條中點(diǎn)與光電門之間距離￡,進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)。

////////

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程，回答下列問(wèn)題：

(1)下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法正確的是;

A.本實(shí)驗(yàn)必須測(cè)量M和加的質(zhì)量

B.實(shí)驗(yàn)中必須保證他遠(yuǎn)小于“

C.滑塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度大小等于鉤碼速度大小的一半

D.本實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象為滑塊

(2)在調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平時(shí)，滑塊不要連接鉤碼，打開(kāi)氣泵，待氣流穩(wěn)定后調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌，直至看到導(dǎo)

軌上的滑塊保持靜止或者勻速運(yùn)動(dòng)，表示氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)調(diào)節(jié)水平。

(3)某同學(xué)測(cè)量得滑塊和遮光條的質(zhì)量”=300.0g、鉤碼的質(zhì)量a=50.0g,遮光條寬度d=0.48cm,某

次實(shí)驗(yàn)中，滑塊靜止時(shí)遮光條中點(diǎn)與光電門的距離C=93.00cm,遮光條通過(guò)光電門過(guò)程中遮光時(shí)間

f=4.0xl0-3s,當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=9.8m/s2。測(cè)量過(guò)程中系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量反。=J,滑塊和

鉤碼增加的動(dòng)能總和為陽(yáng)=Jo(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)

(4)多次改變擋光條到光電門的距離，重復(fù)步驟③、④，測(cè)出多組乙和乙作出：隨工的變化圖像如圖

所示，圖線為過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，圖像的斜率為左，如果在誤差允許的范圍內(nèi)當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?/p>

g=時(shí)，可以判斷鉤碼帶動(dòng)滑塊運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中機(jī)械能守恒。(用字母機(jī)、M、hd表示)

4.某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的裝置完成“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)”。將氣墊導(dǎo)軌沿傾斜方向固定在水平

桌面上。將光電門固定在氣墊導(dǎo)軌上，帶有擋光條的滑塊從光電門上方由靜止釋放。

⑴實(shí)驗(yàn)中測(cè)出滑塊及擋光條的總質(zhì)量為〃?，擋光條的寬度為d,釋放點(diǎn)到光電門的豎直高度為〃，擋光條

經(jīng)過(guò)光電門的擋光時(shí)間為3重力加速度為g,擋光條經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的速度大小為?；瑝K及擋光條

由釋放點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到光電門的過(guò)程中，動(dòng)能的增加量為,重力勢(shì)能的減少量為,若關(guān)系式

成立，則滑塊下滑過(guò)程中機(jī)械能守恒。（用題中所給物理量符號(hào)表示）

（2）改變肌多次實(shí)驗(yàn)，并記錄滑塊每次經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的擋光時(shí)間該小組的同學(xué)利用圖像法驗(yàn)證機(jī)械能守

恒定律。以〃為橫軸、以5為縱軸建立坐標(biāo)系，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到圖乙所示的圖線，若該圖線的斜率左=_

時(shí)，滑塊下滑過(guò)程中的機(jī)械能守恒。（用題中所給物理量符號(hào)表示）

!能力提升I

5.某實(shí)驗(yàn)小組用圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。在鐵架臺(tái)的橫梁上固定一拉力傳感器，彈簧

的一端與拉力傳感器相連，另一端連接帶有遮光片的小鋼球。調(diào)整光電門1、2的位置并固定在鐵架臺(tái)上48

處，使鋼球由靜止釋放后遮光片能夠無(wú)碰撞地通過(guò)兩光電門。已知彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，小鋼球處在光電門1

的上方。用手向上推小鋼球到某一位置。處，后由靜止釋放小鋼球，遮光片能過(guò)光電門1、2,重力加速度

g=9.8m/s"實(shí)驗(yàn)過(guò)程中彈簧均處于彈性限度內(nèi)。

（1）用天平測(cè)得小鋼球和遮光片的總質(zhì)量以=O」kg。

（2）用螺旋測(cè)微器測(cè)量遮光片的寬度如圖2所示，則寬度"=mmo

（3）用刻度尺測(cè)出OA之間的距離比彈簧的原長(zhǎng)多出羽=5cm,05之間的距離比彈簧的原長(zhǎng)多出

AX2=10cmo

（4）測(cè)得遮光片經(jīng)過(guò)光電門1、2時(shí)力傳感器的讀數(shù)分別為片=0.52N、乙=1.04N,遮光片的遮光時(shí)間分別

為％、從以上數(shù)據(jù)分析可知小鋼球從光電門運(yùn)動(dòng)到光電門的過(guò)程中，小鋼球的動(dòng)

=0.008sZ2=0.004s,12

能0（選填"增加"或"減少"）

（5）小鋼球從光電門1運(yùn)動(dòng)到光電門2的過(guò)程中，由于彈簧彈力與伸長(zhǎng)量成正比，計(jì)算彈簧彈性勢(shì)能的

改變量反彈=J,小鋼球的重力勢(shì)能的改變量％=J,小鋼球動(dòng)能的改變量A^=

J,由以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在誤差允許范圍內(nèi)，小鋼球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。（結(jié)果均保留兩位有

效數(shù)字）

6.北京市一興趣小組利用如圖甲所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。裝置中M為斜槽，N為水平放置可上

下調(diào)節(jié)的擋板，白紙和復(fù)寫紙固定在豎直背板上。鋼球在斜槽中從某一位置由靜止釋放，從末端飛出后，

落到N上，擠壓復(fù)寫紙，在白紙上留下印跡。上下調(diào)節(jié)擋板N,通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，利用描跡法描繪出鋼球的

運(yùn)動(dòng)軌跡。在描出的軌跡上安裝光電門1和光電門2。改變光電門2的位置，使鋼球多次釋放（鋼球均可

以無(wú)阻礙地通過(guò)兩光電門）。記錄光電門1的擋光時(shí)間/,光電門2的擋光時(shí)間多組數(shù)據(jù)），測(cè)量鋼球直

徑d作為擋光時(shí)間里鋼球的位移。

⑴關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是（填字母）。

A.必須測(cè)量鋼球的質(zhì)量B.斜槽M必須光滑

C.必須將斜槽M末端調(diào)至水平D.鋼球必須從斜槽M上同一位置由靜止釋放

（2）用螺旋測(cè)微器測(cè)量鋼球的直徑力其讀數(shù)如圖乙所示，則"=mm。

⑶鋼球通過(guò)光電門1的速度（用題中給出字母表示）。

⑷測(cè)量?jī)晒怆婇T間的高度差肌查得當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。該興趣小組根據(jù)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作出〃的關(guān)

系圖像如圖丙所示，發(fā)現(xiàn)圖像是傾斜直線并求得圖像斜率左，若后=（用已知物理量的字母表示）；則

可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。

⑸興趣小組作出圖像后，發(fā)現(xiàn)圖像的斜率略小于理論值，原因可能是（填字母）。

A.鋼球要克服阻力做功

B.鋼球通過(guò)光電門的平均速度略小于球心經(jīng)過(guò)光電門的速度

C.誤將北極重力加速度記為當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/p>

D.誤將赤道重力加速度記為當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/p>

7.某同學(xué)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，具體步驟如下：

（1）用細(xì)繩將質(zhì)量均可不計(jì)的定滑輪和動(dòng)滑輪按照?qǐng)D（a）所示的方式連接，細(xì)繩的一端系在天花板上，

另一端系著重物。紙帶豎直穿過(guò)固定好的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并與重物下端相連。用手托住動(dòng)滑輪與鉤碼，讓系統(tǒng)

圖（a）

（2）先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后同時(shí)釋放鉤碼和重物，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列清晰的點(diǎn)跡。為使重物帶

動(dòng)紙帶向上運(yùn)動(dòng)，鉤碼的質(zhì)量〃與重物的質(zhì)量m