2 . 某物理兴趣小组利用如图1所示装置验证机械能守恒定律，电源的频率为f，重锤的质量为m，重力加速度为g，该小组让重锤带动纸带从静止开始自由下落，按正确操作得到了一条完整的纸带如图2所示（在误差允许范围内，认为释放重锤的同时打出A点）。
   
（1）对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是______。
A.重锤选用质量和密度较大的金属锤
B.两限位孔在同一竖直面内上下对正
C.精确测量出重锤的质量
D.用夹子夹稳重锤，接通电源后，再释放重锤
（2）该小组为了验证机械能是否守恒，采用了以下方法：计算出打点计时器打下计时点F时重锤的瞬时速度的大小______，在打点计时器打下计时点A和F的过程中，重锤重力势能的减少量______，重锤动能的增加量______，若它们近似相等，则可知重锤的机械能守恒。（用题中所测量和已知量表示）
（3）利用实验时打出的纸带，测量出各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出各计数点对应的速度v，然后以h为横轴、以为纵轴作出如图3所示的图线，图线的斜率近似等于______。
   

3 . 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

4 . 在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为9.80m/s²，测得所用重物的质量为0.50kg。某同学用图甲所示实验装置打出几条纸带，按实验要求选出一条纸带进行测量，测得连续三点A、B、C到第一个点O的距离如图乙所示，相邻计数点时间间隔为0.02s。回答下列问题，所有计算结果均保留三位有效数字。

（1）纸带的______端与重物相连。（填“左”或“右”）
（2）打点计时器打下计数点B时，重物的速度v_B=______m/s。
（3）在从打下起点O到打下计数点B的过程中重物重力势能的减少量ΔE_p=______J，此过程中重物动能的增加量ΔE_k=______J。
（4）通过计算，数值上ΔE_p______ΔE_k（填“>”、“=”或“<”），这是因为______。
（5）实验的结论是______。

5 . 某同学利用重物自由下落来做“验证机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示

（1）请指出实验装置甲中存在的明显错误：______。
（2）进行实验时，为保证测量的重物下落时初速度为零，应选______（填“A”或“B”）。
A.先接通电源，再释放纸带                    B.先释放纸带，再接通电源
（3）根据打出的纸带，选取纸带上连续打出的1、2、3、4四个点如图乙所示。已测出点1、2、3、4到打出的第一个点O的距离分别为h₁、h₂、h₃、h₄，打点计时器的打点周期为T。若代入所测数据能满足表达式gh₃=______，则可验证重物下落过程机械能守恒（用题目中已测出的物理量表示）。
（4）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量略大于动能的增加量，原因是______。
A.利用公式v=gt计算重物速度
B.利用公式计算重物速度
C.存在空气阻力和摩擦阻力的影响
D.没有采用多次实验取平均值的方法
（5）某同学作出了图像如图丙所示为过原点倾斜直线，则由图线得到的重力加速度g=___________m/s²（结果保留三位有效数字）。

6 . 用图示装置探究自由下落的物体的机械能是否守恒。

（1）下列操作步骤中，不正确的是______
A.把打点计时器固定在铁架台上，用导线连接到交流电源
B.将连有重锤的纸带穿过限位孔，将纸带和重锤提升一定高度
C.先释放纸带，再接通电源
D.更换纸带，重复实验，处理数据
（2）实际测量中，由于重物和纸带在下落时受到阻力的作用，导致重物增加的动能通常会______（选填“略大于”“等于”或“略小于”）减少的重力势能。
（3）正确操作得到下图所示纸带，O点对应重物做落体运动的初始位置。从合适位置开始选取三个点A、B、C，测出三点到O点的距离分别为、、。已知交流电源的频率为f，重物的质量为m，从打下O点到B点的过程中，重物增加的动能为______。

7 . 某实验小组利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，在动滑轮的下方悬挂重物A、定滑轮的下方悬挂重物B，重物B上固定一遮光条，遮光条的宽度为d，已知重物B与遮光条的质量是重物A的2倍，悬挂滑轮的轻质细线始终保持竖直，滑轮的质量忽略不计。

（1）开始时，绳绷直，重物A、B处于静止状态。释放后，A、B开始运动，测出遮光条通过光电门的时间t，则重物B经过光电门时的速度为v=_________（用题中所给的字母表示）。
（2）用游标卡尺测得遮光条的宽度如图乙所示，则遮光条的宽度d=__________cm。

（3）测得开始释放时遮光条中心到光电门中心之间的高度为h，测得遮光时间为t。如果系统的机械能守恒，应满足的关系式为__________（已知当地重力加速度大小为g，用实验中所测得的物理量的字母表示）。

8 . 某同学自制如图所示的实验装置来验证机械能守恒定律。图中O是量角器的圆心，悬线一端系于此处，S是光电门，位于O点正下方。实验过程中，调节装置使OS保持竖直，量角器所在平面为竖直平面，将物体拉开一定角度，保持悬线伸直，由静止释放物体，运动到最下端时，光电门记录物体下端固定的挡光片的挡光时间为。

（1）要完成实验，不需要测量下列哪个物理量______（单选）
A.物体重心到悬线悬点O的距离
B.悬线与竖直方向的夹角θ
C.由静止释放到物体运动到光电门位置所用的时间t
D.挡光片的宽度d
（2）利用题设和（1）中所给物理量，如果满足等式______，就验证了机械能守恒定律（重力加速度为g）
（3）为尽量减小实验误差，摆线应该选择弹性______（填“好”或“差”）的线；物体应选择密度______（填“大”或“小”）的材料。

9 . 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：小怀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。

（1）若细线的长度远大于小球的直径，为了验证机械能守恒定律，该小组不需要测出的物理量是___________；（填入选项前的序号）
A．释放小球时细线与竖直方向的夹角          B．细线的长度L
C．小球的质量m                                           D．细线拉力的最大值F
（2）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：小珍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。

（3）请写出他需要测量的物理量及其符号，以及这些物理量应满足的关系式____________。

10 . phyphox app是一款用途广泛的传感器手机软件。某同学使用手机下载phyphox app后设计了一套实验装置用来验证机械能守恒定律。实验过程如下：

（1）一钢尺伸出水平桌面少许，将质量为m=60g的小钢球放在钢尺末端；
（2）用刻度尺测量钢尺上表面与水平地板间的高度h=100.00cm；
（3）打开手机中的声音“振幅”（声音传感器）app；
（4）迅速敲击钢尺侧面，让小钢球自由下落。手机中的传感器记录下声音振幅随时间变化的曲线，如图所示，第一、第二个尖峰的横坐标分别对应小钢球离开钢尺时刻和落地时刻。测得这两个尖峰的时间间隔为t=0.46s。
（5）当地重力加速度g取9.8m/s²，则下落过程中，重力势能减小量______J，动能增加量______J。据此可以得到实验结论：在误差允许的范围内，小钢球自由下落过程中机械能守恒。（结果均保留3位有效数字）

（6）敲击钢尺侧面时若导致小钢球获得了一个竖直向上的未被察觉的小速度，此时小球动能增加量的测量值与真实值相比______（填“偏大”、“偏小”或“相同”）。