用如图所示装置验证机械能守恒定律。
(1)除带夹子的重物、纸带、铁架台（含夹子）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还需要使用的一组器材是____________ 。
A.直流电源、天平（含砝码）
B.直流电源、刻度尺
C.交流电源、天平（含砝码）
D.交流电源、刻度尺
(2)实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图所示的一条纸带。在纸带上选取连续打出的5个点A、B、C、D、E，测得C、D、E三个点到起始点O的距离分别为hC、hD、hE。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m，则从打下O点到打下D点的过程中，重物的重力势能减少量为___________ ，动能增加量为____________ 。（用上述测量量和已知量的符号表示）
(3)对于上述实验，有的同学提出研究的运动过程的起点必须选择在O点，你同意这种看法吗？如果同意请你说明理由；如果不同意，请你给出当起点不在O点时，实验中验证机械能守恒的方法__________ 。
(4)机械能包括动能、重力势能和弹性势能，为了在三种能量相互转化的情况下再次验证机械能守恒定律，实验小组设计了如图所示的实验装置。力传感器一端固定在铁架台的横梁上，另一端与轻弹簧相连，轻弹簧下端悬挂着下表面水平的重物，在重物正下方放置着上表面水平的运动传感器，两个传感器再通过数据采集器和电脑相连（图未画出）。实验过程中保持铁架台固定，弹簧始终在弹性限度内，重物只在竖直方向上下运动，没有转动。他们首先用天平测得重物的质量为m，然后：
①用运动传感器实时记录重物的速度继而得到重物的动能Ek；
②选择运动传感器的上表面所在位置为重力势能零点，用运动传感器实时记录重物下表面与运动传感器上表面的距离，继而得到重物的重力势能Ep；
③将弹簧原长时重物下表面到运动传感器上表面间的距离，与物体运动过程中这两个表面间的实时距离之差作为弹簧形变量，结合力传感器测得的弹力大小F，通过计算得到了弹簧在每个时刻的弹性势能E弹。
分析上述三种能量之和E随时间的变化情况，如果在误差允许的范围内，E随时间保持不变，则可认为重物（包括地球）和弹簧组成的系统机械能守恒。
已知实验得到的F-t图像如图所示，则如图所示的图像中可能正确的是_______ 。
A.
B. 
C.
D. 
(1)除带夹子的重物、纸带、铁架台（含夹子）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还需要使用的一组器材是
A.直流电源、天平（含砝码）
B.直流电源、刻度尺
C.交流电源、天平（含砝码）
D.交流电源、刻度尺
(2)实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图所示的一条纸带。在纸带上选取连续打出的5个点A、B、C、D、E，测得C、D、E三个点到起始点O的距离分别为hC、hD、hE。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m，则从打下O点到打下D点的过程中，重物的重力势能减少量为
(3)对于上述实验，有的同学提出研究的运动过程的起点必须选择在O点，你同意这种看法吗？如果同意请你说明理由；如果不同意，请你给出当起点不在O点时，实验中验证机械能守恒的方法
(4)机械能包括动能、重力势能和弹性势能，为了在三种能量相互转化的情况下再次验证机械能守恒定律，实验小组设计了如图所示的实验装置。力传感器一端固定在铁架台的横梁上，另一端与轻弹簧相连，轻弹簧下端悬挂着下表面水平的重物，在重物正下方放置着上表面水平的运动传感器，两个传感器再通过数据采集器和电脑相连（图未画出）。实验过程中保持铁架台固定，弹簧始终在弹性限度内，重物只在竖直方向上下运动，没有转动。他们首先用天平测得重物的质量为m，然后：
①用运动传感器实时记录重物的速度继而得到重物的动能Ek；
②选择运动传感器的上表面所在位置为重力势能零点，用运动传感器实时记录重物下表面与运动传感器上表面的距离，继而得到重物的重力势能Ep；
③将弹簧原长时重物下表面到运动传感器上表面间的距离，与物体运动过程中这两个表面间的实时距离之差作为弹簧形变量，结合力传感器测得的弹力大小F，通过计算得到了弹簧在每个时刻的弹性势能E弹。
分析上述三种能量之和E随时间的变化情况，如果在误差允许的范围内，E随时间保持不变，则可认为重物（包括地球）和弹簧组成的系统机械能守恒。
已知实验得到的F-t图像如图所示，则如图所示的图像中可能正确的是
A.
B. C.
D.
2020·北京海淀·一模 查看更多[2]
更新时间：2020-05-07 23:13:46
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【推荐1】如图（1）所示，是某物理兴趣小组验证机械能守恒和测物体受到阻力的装置，两物块P和Q由不可伸长的轻绳连接，轻绳跨过光滑的轻质滑轮，物块P的质量为m，上面固定有宽度为d的遮光片，物块Q的质量为M（M=1.5m），光电门固定在铁架台上，高度可以调节，用以测量物块P经过光电门时的遮光时间。空气阻力忽略不计，重力加速度g。
实验过程如下：
（1）用手托住物块Q，使两物块均处于静止状态，利用刻度尺测量出物块P上的遮光片到光电门的距离h；
（2）释放物块Q，两物块由静止开始运动，记录物块P的遮光片经过光电门时的挡光时间t，则此时物块Q的速度为v=____________ ；
（3）物块P的遮光片与光电门的距离h，如果满足____________ ，则验证了机械守恒。
（4）现将P、Q换成与原质量相同、体积较大的物体，考虑它们在运动中受到的阻力，设阻力大小相同均为f，某同学重复以上步骤进行多次实验，得到多组h和t并记录，描绘出
的图像如图（2）所示，计算得到图像的斜率为k，f=____________ 。
实验过程如下：
（1）用手托住物块Q，使两物块均处于静止状态，利用刻度尺测量出物块P上的遮光片到光电门的距离h；
（2）释放物块Q，两物块由静止开始运动，记录物块P的遮光片经过光电门时的挡光时间t，则此时物块Q的速度为v=
（3）物块P的遮光片与光电门的距离h，如果满足
（4）现将P、Q换成与原质量相同、体积较大的物体，考虑它们在运动中受到的阻力，设阻力大小相同均为f，某同学重复以上步骤进行多次实验，得到多组h和t并记录，描绘出
的图像如图（2）所示，计算得到图像的斜率为k，f=
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实验题
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名校
【推荐2】某实验小组利用铁架台、弹簧、钩码、打点计时器、刻度尺等器材验证系统机械能守恒定律，实验装置如图所示。弹簧的劲度系数为
，原长为
，钩码的质量为
。已知弹簧的弹性势能表达式为
，其中为弹簧的劲度系数，
为弹簧的形变量，当地的重力加速度大小为
。
（1）在弹性限度内将钩码缓慢下拉至某一位置，测得此时弹簧的长度为
。接通打点计时器电源。从静止释放钩码，弹簧收缩，得到了一条点迹清晰的纸带。钩码加速上升阶段的部分纸带如图所示，纸带上相邻两点之间的时间间隔均为
，（在误差允许范围内，认为释放钩码的同时打出A点），且非常小。从打出A点到打出
点时间内，钩码的机械能增加量为______ ，弹簧的弹性势能减少量为______ 。（结果用题中给出的字母表示）
（2）利用计算机软件对实验数据进行处理，得到弹簧弹性势能减少量、钩码的机械能增加量分别与钩码上升高度
的关系，如图所示。由图可知，随着增加，两条曲线在纵向的间隔逐渐变大，主要原因是______
A.纸带与打点计时器之间存在摩擦力
B.钩码和纸带运动速度增大，空气阻力变大
C.弹簧形变量越来大，使得弹性势能减少越来越快
D.此过程物块加速度变小，使得动能增加越来越慢
，原长为，钩码的质量为。已知弹簧的弹性势能表达式为，其中为弹簧的劲度系数，为弹簧的形变量，当地的重力加速度大小为。 （1）在弹性限度内将钩码缓慢下拉至某一位置，测得此时弹簧的长度为
。接通打点计时器电源。从静止释放钩码，弹簧收缩，得到了一条点迹清晰的纸带。钩码加速上升阶段的部分纸带如图所示，纸带上相邻两点之间的时间间隔均为，（在误差允许范围内，认为释放钩码的同时打出A点），且非常小。从打出A点到打出点时间内，钩码的机械能增加量为（2）利用计算机软件对实验数据进行处理，得到弹簧弹性势能减少量、钩码的机械能增加量分别与钩码上升高度
的关系，如图所示。由图可知，随着增加，两条曲线在纵向的间隔逐渐变大，主要原因是 A.纸带与打点计时器之间存在摩擦力
B.钩码和纸带运动速度增大，空气阻力变大
C.弹簧形变量越来大，使得弹性势能减少越来越快
D.此过程物块加速度变小，使得动能增加越来越慢
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名校
【推荐3】物理老师带领同学们准备复习整理力学实验，
（1）有图甲实验器材，他还另准备了一些实验仪器：带滑轮的轨道，小桶，细线若干。则根据这些器材可以进行哪些实验__________ 。
（2）甲同学利用上述器材做了实验，图乙是其中的一组数据，图中的数据记录的是从起始点到该计数点的位移（单位
），每个计数点间还有四个点，求出纸带加速度为__________ 
（保留两位有效数字），则根据自己所学知识，判断此纸带可能属于下述四个选项中的哪个实验__________ 。
A.探究加速度与力、质量的关系
B.探究小车速度随时间变化的规律
C.探究求合力的方法
D.探究做功与物体速度变化的关系
（1）有图甲实验器材，他还另准备了一些实验仪器：带滑轮的轨道，小桶，细线若干。则根据这些器材可以进行哪些实验
（2）甲同学利用上述器材做了实验，图乙是其中的一组数据，图中的数据记录的是从起始点到该计数点的位移（单位
），每个计数点间还有四个点，求出纸带加速度为（保留两位有效数字），则根据自己所学知识，判断此纸带可能属于下述四个选项中的哪个实验A.探究加速度与力、质量的关系
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C.探究求合力的方法
D.探究做功与物体速度变化的关系
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(0.4)
名校
【推荐1】验证机械能守恒定律也可以有其他多种的实验设计。
方案一：甲同学用如图所示的装置验证机械能守恒定律，细线的一端拴一个金属小球，另一端连接固定在天花板上的拉力传感器，传感器可记录小球在摆动过程中细线拉力的大小。将小球拉至图示位置，由静止释放小球，发现细线拉力在小球摆动的过程中做周期性变化。___________ ；（填入选项前的序号）
A．释放小球时细线与竖直方向的夹角α
B．细线的长度L
C．小球的质量m
D．细线拉力的最大值F
E．当地的重力加速度g
（2）根据上述测量结果，小球动能的最大值
的表达式为___________ 。
（3）小球从静止释放到最低点过程中， 满足机械能守恒的关系式为___________ （用上述测定的物理量的符号表示）。
方案二：乙同学想用下图所示的装置验证机械能守恒定律。他将一条轻质细绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个小球a和b，b球的质量是a球的3倍，用手托住b球，a球静止于地面。当绳刚好被拉紧时，释放b球。他想仅利用刻度尺这一测量工具验证b球落地前瞬间两球的机械能之和与释放时相等。____________ 。
方案一：甲同学用如图所示的装置验证机械能守恒定律，细线的一端拴一个金属小球，另一端连接固定在天花板上的拉力传感器，传感器可记录小球在摆动过程中细线拉力的大小。将小球拉至图示位置，由静止释放小球，发现细线拉力在小球摆动的过程中做周期性变化。
A．释放小球时细线与竖直方向的夹角α
B．细线的长度L
C．小球的质量m
D．细线拉力的最大值F
E．当地的重力加速度g
（2）根据上述测量结果，小球动能的最大值
的表达式为（3）小球从静止释放到最低点过程中， 满足机械能守恒的关系式为
方案二：乙同学想用下图所示的装置验证机械能守恒定律。他将一条轻质细绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个小球a和b，b球的质量是a球的3倍，用手托住b球，a球静止于地面。当绳刚好被拉紧时，释放b球。他想仅利用刻度尺这一测量工具验证b球落地前瞬间两球的机械能之和与释放时相等。
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实验题
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较难
(0.4)
名校
【推荐2】某实验小组利用重物自由下落来“验证机械能守恒定律”，实验装置如图1所示。已知重物质量为m，当地重力加速度为g。
（1）实验室有两种计时器：电磁打点计时器、电火花打点计时器。为减小实验误差，实验时应选择___________ 打点计时器。
（2）按图示组装好器材后，下列步骤合理的顺序是___________
①在纸带下端挂上重物，穿过打点计时器，将重物拉至靠近打点计时器处
②释放纸带
③接通电源，使打点计时器打点
④取下纸带
⑤关闭打点计时器电源
（3）某同学多次实验后，挑选一条点迹清晰的纸带，测量出纸带上连续四个点A、B、C、D到起始点O的距离如图2所示。已知打点计时器的打点频率为f、则从O点到B点的这段时间内，重物动能的增加量为___________ 。
（4）该同学利用纸带上各点到O的距离h，计算出各点的速度v，以h为横轴、v2为纵轴作出了如图3所示的图线，若重物下落时机械能守恒，该图线的斜率应为___________ 。
（5）在实验中，某同学根据测得的数据，通过计算发现，重物动能的增加量略大于重物势能的减少量，若测量与计算均无错误，则出现这一问题的原因可能是___________ 。
A．重物的质量偏大
B.交流电源的电压偏高
C.交流电源的频率偏小
D.重物下落时受到的阻力过大
（1）实验室有两种计时器：电磁打点计时器、电火花打点计时器。为减小实验误差，实验时应选择
（2）按图示组装好器材后，下列步骤合理的顺序是
①在纸带下端挂上重物，穿过打点计时器，将重物拉至靠近打点计时器处
②释放纸带
③接通电源，使打点计时器打点
④取下纸带
⑤关闭打点计时器电源
（3）某同学多次实验后，挑选一条点迹清晰的纸带，测量出纸带上连续四个点A、B、C、D到起始点O的距离如图2所示。已知打点计时器的打点频率为f、则从O点到B点的这段时间内，重物动能的增加量为
（4）该同学利用纸带上各点到O的距离h，计算出各点的速度v，以h为横轴、v2为纵轴作出了如图3所示的图线，若重物下落时机械能守恒，该图线的斜率应为
（5）在实验中，某同学根据测得的数据，通过计算发现，重物动能的增加量略大于重物势能的减少量，若测量与计算均无错误，则出现这一问题的原因可能是
A．重物的质量偏大
B.交流电源的电压偏高
C.交流电源的频率偏小
D.重物下落时受到的阻力过大
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(0.4)
【推荐3】图甲为“落体法”验证机械能守恒定律的实验装置。
(1)除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、打点计时器、交流电源、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的器材是________ （填序号）。
A．天平（含砝码）
B.刻度尺
(2)实验中，先________ ，再________ （均填序号），得到图乙所示的一条纸带。
A．接通电源
B.释放重物
(3)在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC，已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m，从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少了________ ，动能增加了________ 。
(4)分析实验结果，发现重物的重力势能的减少量略大于动能的增加量，你认为原因是________ 。
(5)某同学以重物的速度平方v2为纵轴，以重物下落的高度h为横轴，作出如图丙所示的v2－h图像，则当地的重力加速度g＝________ m/s2。
(1)除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、打点计时器、交流电源、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的器材是
A．天平（含砝码）
B.刻度尺
(2)实验中，先
A．接通电源
B.释放重物
(3)在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC，已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m，从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少了
(4)分析实验结果，发现重物的重力势能的减少量略大于动能的增加量，你认为原因是
(5)某同学以重物的速度平方v2为纵轴，以重物下落的高度h为横轴，作出如图丙所示的v2－h图像，则当地的重力加速度g＝
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