利用如图所示的装置来验证机械能守恒定律，A为装有挡光片的钩码，总质量为M，轻绳一端与A相连，另一端跨过轻质定滑轮与质量为m的重物B相连。实验过程如下：用游标卡尺测出挡光片的宽度为d；先用力拉住B，保持A、B静止，测出A下端到光电门的距离为
；然后由静止释放B，A下落过程中挡光片经过光电门，测出挡光时间为t。已知重力加速度为g。
（1）为了能完成上述实验，M________ m（填“>”“=”或“<”）；
（2）挡光片经过光电门的速度大小为________ ；
（3）在A从静止开始下落h的过程中，验证以A、B和地球所组成的系统机械能守恒的表达式为________ （用题中所给物理量的符号表示）；
（4）某次实验中用游标卡尺测出挡光片的宽度，结果如图所示，则挡光片的宽度为________ mm；
（5）挡光片经过光电门的速度与钩码A下落h时的瞬时速度间存在一个差值，为减小这个差值，可采取的措施是________ ；
（6）用本实验装置还可以测量当地的重力加速度g，则测量值________ 真实值（填“大于”“等于”或“小于”）。
；然后由静止释放B，A下落过程中挡光片经过光电门，测出挡光时间为t。已知重力加速度为g。 （1）为了能完成上述实验，M
（2）挡光片经过光电门的速度大小为
（3）在A从静止开始下落h的过程中，验证以A、B和地球所组成的系统机械能守恒的表达式为
（4）某次实验中用游标卡尺测出挡光片的宽度，结果如图所示，则挡光片的宽度为
（5）挡光片经过光电门的速度与钩码A下落h时的瞬时速度间存在一个差值，为减小这个差值，可采取的措施是
（6）用本实验装置还可以测量当地的重力加速度g，则测量值
更新时间：2023-11-02 14:19:46
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【知识点】 验证机械能守恒定律的实验步骤与数据处理
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【推荐1】采用重物自由下落验证机械能守恒定律的实验装置如图甲所示，已知打点计时器所用电源的频率
，当地的重力加速度
。
（1）本实验中重物及夹子的质量m是______ 测出的（填“需要”或“不需要”）。
（2）关于该实验的下述操作中，正确的是______ 。
A．实验所选重物，只需考虑其质量足够大即可
B．在组装器材时，打点计时器的两个限位孔一定要与纸带处于同一竖直线上
C．实验时应先开启电源，再释放纸带
D．打点计时器打出纸带后，要先处理数据确认实验成功之后再关闭电源
（3）在正确操作后得到如图乙所示的一条点迹清晰的纸带，其中O为起始点，
，
，
。则分析纸带可知：
①在误差允许范围内，若等式______ 成立，则机械能守恒定律得到验证（用题目中给出物理量的符号f、g、h、
、
表示）。
②百分误差
，是衡量实验精确度的重要标准。本实验将重物重力势能的减少量作为“实际值”，将重物动能的增加量作为“测量值”，则该实验的百分误差
______ %（结果保留两位有效数字）。
，当地的重力加速度。 （1）本实验中重物及夹子的质量m是
（2）关于该实验的下述操作中，正确的是
A．实验所选重物，只需考虑其质量足够大即可
B．在组装器材时，打点计时器的两个限位孔一定要与纸带处于同一竖直线上
C．实验时应先开启电源，再释放纸带
D．打点计时器打出纸带后，要先处理数据确认实验成功之后再关闭电源
（3）在正确操作后得到如图乙所示的一条点迹清晰的纸带，其中O为起始点，
，，。则分析纸带可知：①在误差允许范围内，若等式
、表示）。②百分误差
，是衡量实验精确度的重要标准。本实验将重物重力势能的减少量作为“实际值”，将重物动能的增加量作为“测量值”，则该实验的百分误差
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【推荐2】用如图甲所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒，m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。如图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，打点计时器所用交流电的频率为50Hz，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示。已知m1＝50g、m2＝150g，则：（结果均保留两位有效数字）
(1)在打下第“0”到打下第“5”点的过程中系统动能的增量ΔEk＝________ J，系统势能的减少量ΔEp＝_____ J。（取当地的重力加速度g＝10m/s2）通过比较可以得出结论___________ 。
(2)若某同学作出
-h图象如图丙所示，则当地的重力加速度g＝____ m/s2。
(1)在打下第“0”到打下第“5”点的过程中系统动能的增量ΔEk＝
(2)若某同学作出
-h图象如图丙所示，则当地的重力加速度g＝
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【推荐3】某同学设计出如图1所示的实验装置来验证机械能守恒定律。让小球自由下落，下落过程中小球的球心经过光电门1和光电门2，光电计时器记录下小球通过光电门的时间
、
，已知当地的重力加速度为g。
（1）该同学先用螺旋测微器测出小球的直径如图2所示，则其直径d=___________ mm。
（2）为了验证机械能守恒定律，该实验还需要测量下列哪些物理量______ （填选项序号）。
A．小球的质量m
B．光电门1和光电门2之间的距离h
C．小球从光电门1到光电门2下落的时间t
（3）小球通过光电门1时的瞬时速度
_______ （用题中所给的物理量符号表示）。
（4）保持光电门1位置不变，上下调节光电门2，多次实验记录多组数据，作出
随h变化的图像如图3所示，如果不考虑空气阻力，若该图线的斜率
_______ ，就可以验证小球下落过程中机械能守恒。
（5）考虑到实际存在空气阻力，设小球在下落过程中平均阻力大小为f，根据实际数据绘出的随h变化的图像的斜率为
，则实验过程中所受的平均阻力f与小球重力
的比值
_______ （用k、
表示）。
、，已知当地的重力加速度为g。（1）该同学先用螺旋测微器测出小球的直径如图2所示，则其直径d=
（2）为了验证机械能守恒定律，该实验还需要测量下列哪些物理量
A．小球的质量m
B．光电门1和光电门2之间的距离h
C．小球从光电门1到光电门2下落的时间t
（3）小球通过光电门1时的瞬时速度
（4）保持光电门1位置不变，上下调节光电门2，多次实验记录多组数据，作出
随h变化的图像如图3所示，如果不考虑空气阻力，若该图线的斜率（5）考虑到实际存在空气阻力，设小球在下落过程中平均阻力大小为f，根据实际数据绘出的
随h变化的图像的斜率为，则实验过程中所受的平均阻力f与小球重力的比值表示）。
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