3 . 图示为“验证机械能守恒定律”的实验装置。
   
（1）实验中，将完全相同的挡光片依次固定在圆弧轨道上，摆锤内置光电门，当摆锤经过挡光片时，光电门自动记录遮光时间。若挡光片的宽度为d，挡光时间为，则摆锤经过挡光片时的速度大小为_________。
（2）关于摆锤机械能守恒的条件，以下理解正确的是_______。
A．摆锤仅受重力时，机械能才守恒
B．只有合外力为零时，机械能才守恒
C．只有重力对摆锤做功时，机械能才守恒
D．只有合外力做功为零时，机械能才守恒
（3）实验结果绘制数据如图所示，图像的横轴表示摆锤距离最低点的高度，纵轴表示摆锤的重力势能E_p，动能E_k，或机械能E。其中表示摆锤的重力势能E_p、动能E_k图线分别是_______和________。
   
（4）另一小组记录了每个挡光片所在位置到最低点的高度h及其相应的挡光时间后，绘制了四幅图像。其中可以说明机械能守恒的图像是________。
   

4 . 如图所示为“用DIS研究机械能守恒定律”的实验装置。
   
（1）本实验每次从_________（选填“同一”或“不同”）高度释放摆锤。
（2）在实验中测得C点机械能明显偏小，造成这个误差最主要的原因可能是________
A. 摆锤释放的位置高于A点
B. A点释放的摆锤初速度不为零
C. 摆锤运动过程中受到空气阻力的作用
D. 光电门放置的位置高于C点
（3）若以摆锤速度的平方为纵坐标，以摆锤距离零势能D点的高度为横坐标，作出的直线斜率为a，截距为b，则当地重力加速度g可表示为__________，摆锤初始高度可表示为__________。
（4）摆锤示意图如图，摆锤通过光电门的瞬时速度是利用摆锤的直径d除以挡光时间计算的，忽略空气阻力的影响，若摆锤直径d过大，则最低点D的机械能测量值相比真实值__________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
   

5 . 游乐场的“海盗船”（如图）是同学们非常喜欢的游乐项目，启动时海盗船在电机作用下来回摆动，结束过程中电机关闭，海盗船渐渐停下来。小明同学在体验了这一项目后，决定和同学合作运用物理课所学进行探究。
   
请与他们一起完成如下探究问题。
1．要将“海盗船”搬到实验室，小明组内讨论首先要进行简化处理。他们选用了小钢球、细绳、铁架台，搭建了如图所示的“摆”结构。你认为他们这样简化所采用的物理思想方法是______。
   
2．小组认为：海盗船项目存在一定的风险，尤其是当其摆到最低点位置，他们认为此处连接船体的连接杆的力F最大，并猜想该力F甲与海盗船摆到最低点时的速度v有关。于是，他们在“摆”结构上进行探究：
（1）首先，小组在铁架台甲处固定了力传感器用以测量细绳上的拉力F，并在最低点乙处安装了传感器用以测量钢球速度，如图所示。

   
（2）接着，他们测出小钢球半径r和细线的长度为L。将小球拉到某一位置释放，若测量出小球到达最低点的速度为v、小球质量为m，重力加速度为g，则理论上小球到最低点时，力F的表达式为_________；
（3）然后，小组分别将小球从不同位置释放，测出每次小球在最低位置时的F和v，如下表：

位置	1	2	3	4	5
F/N	0.50	0.60	0.64	0.70	0.90
v/（m/s）	0.40	0.50	0.60	0.70	1.00

对表中数据进行处理后，将数据点拟合，得到图像，则图像中水平轴应为_________ （填写物理量符号）；取重力加速度g=10m/s²，根据图像可推测小球的质量m约为_________ kg，用天平进行了证实，发现质量有较小的差别。

   
（4）接着，小明认为质量“有较小的差别”是因为重力加速度g取值与实际值略有偏差，于是他们将摆球摆动的角度控制在5°范围内，再次用传感器测出细线拉力F随时间t的变化图像，如图，测出此时细线长为63cm、小钢球直径为1.0cm，则重力加速度应该修正为g=_________m/s²。
   
（5）最后，小组经过讨论认为每次将小钢球以不同的初速度释放，图中的数据图像的形态和位置_________（选填“会”或“不会”）改变。
3．连接杆为了探究海盗船运行过程中的能量情况，小组又采用了如图所示的“验证机械能守恒定律”的实验装置。
   
（1）该实验装置中，数据处理时，连接杆的动能和重力势能可以忽略不计，这是由于：_________；
（2）若将连接杆放置在图示位置由静止释放，已知连接杆悬点到摆锤质心的距离为L，杆与竖直方向夹角为θ，不计阻力，则摆锤运动到最低点的速度应为多大_________；
（3）增大摆锤的迎风面，将质量为m的摆锤仍于图示位置由静止释放，测得最低处速度为v，则可推得此过程中阻力对摆锤做功为_________。

6 . 某实验小组为验证系统机械能守恒，设计了如图甲所示的装置，实验过程如下：

（1）用螺旋测微器测量砝码上端固定的遮光片厚度d时，螺旋测微器示数如图乙所示，则d = _______mm，测得砝码和遮光片总质量m = 0.026kg；

（2）按图甲安装实验器材并调试，确保砝码竖直上下振动时，遮光片运动最高点高于光电门1的激光孔，运动最低点低于光电门2的微光孔；

（3）实验时，利用计算机记录弹簧拉伸量x及力传感器的读数F，画出F—x图像，如图丙所示；

（4）测量遮光片经过光电门1的挡光时间t₁= 0.0051s，弹簧的拉伸量x₁ = 0.04m，经过光电门2的挡光时间t₂= 0.0102s，弹簧的拉伸量x₂= 0.08m，以及两个光电门激光孔之间的距离h = 0.04m；

（5）遮光片从光电门1运动到光电门2的过程中，弹性势能的增加量E_p1= ________J，重力势能的减少量E_p2= _________J，系统动能的减少量E_k= _______J（结果保留三位有效数字，g = 10m/s²），实验表明在误差允许范围内系统机械能守恒。

7 . 某同学利用DIS验证机械能守恒定律，实验装置如图所示。保持摆锤释放器在P点位置不变，由静止释放摆锤，利用传感器测出摆锤经过A、B、C、D四个位置的挡光时间（挡光片未画出）。已知挡光片的宽度，摆锤的质量。取D所在水平面为零势能面，A、B、C三点相对于零势能面的高度如图所示，实验获取的数据如下表：

位置	h/cm	t/s
A	15	0.007826	1.022
B	10	0.005598	1.429
C	5	0.004607	？
D	0	0.003998	2.001

   
（1）本实验使用的是______传感器。
（2）表格中“？”所代表的物理量的值为______m/s。
（3）实验中该同学发现挡光片所在的位置略高于A点，则他通过计算机获得的速度数据与真实值比______。（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）
（4）该同学认为，如果分析t与h的关系，也能验证机械能守恒定律。所以该同学将数据进一步处理，作出“”图，图线如图所示，若该图线的斜率绝对值为k，事后另一个同学再次重复进行实验，并将释放点抬高，并保持不变，测出了新的四组数据重新作图，图线的斜率绝对值为。则k______。（选填“>”、“=”或“<”）。
   

8 . 图示为“验证机械能守恒定律”的实验装置。实验中，将完全相同的挡光片依次固定在圆弧轨道上，测出部分数据如下表：
   

高度h/m	0.08	0.06	0.04	0.02	0
势能Ep/J	0.0236	0.0177	B	0.0059	0.0000
动能Ek/J	A	0.0328	0.0395	0.0444	0.0501
机械能E/J	0.0504	0.0505	C	0.0503	0.0501

（1）关于摆锤机械能守恒的条件，以下理解正确的是( )
A.摆锤仅受重力时，机械能才守恒
B.只有合外力为零时，机械能才守恒
C.只有重力对摆锤做功时，机械能才守恒
D.只有合外力做功为零时，机械能才守恒
（2）摆锤内置光电门，当摆锤经过挡光片时，光电门自动记录遮光时间。若挡光片的宽度为d，挡光时间为t，则摆锤经过挡光片时的速度大小为______。
（3）表中A、B处数据应为______J和______J。

9 . “用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图（a），某组同学在一次实验中，以如下表格和图（b）显示实验的结果。
   

摆锤位置	A	B	C	D
h/×10-2m	15	10	5	0
Ek/×10-2J	0.45	0.80	1.20	1.55
Ep/×10-2J	1.10	0.73	0.37	0.00

（1）图（b）的横轴表示摆锤距D点的高度h，纵轴表示摆锤的重力势能E_p、动能E_k，或机械能E。已显示小球的重力势能E_p与h变化关系如图线1，请用描点法分别画出动能E_k与h变化关系图线和机械能E与h变化关系图线，并分别标上2、3_________；
（2）本实验用到的传感器是________，用“摆锤”而不用“摆球”的原因是________。
（3）某同学认为：该实验的摆锤质量未知也可以验证机械能守恒定律，该同学的说法________（选填“正确”或“错误”），理由是________。

10 . （1）某研究小组利用如图（甲）所示的DIS实验装置进行验证机械能守恒定律实验，得到了如图（乙）所示的实验图像，其中重力势能变化图像应该是________。（选A、B或者C），观察图线（A），可发现随着摆锤高度的下降，能量值略有减少，造成这一现象的原因可能是___________________。
   
（2）三个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动规律”的实验：
（a）甲同学采用如图①所示的装置。用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明________________。
（b）乙同学采用如图②所示的装置。两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端与可看作光滑的水平板相切；两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度，使，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度相等，现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度同时分别从轨道M、N的下端射出。实验能观察到的现象是________________。仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明______。
（c）丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图③所示的“小球做平抛运动”的照片。图中每个小方格的边长为10cm，则由图可求得该小球平抛的初速度大小为________m/s。