1 . 研究自由下落物体的机械能
实验器材
铁架台（带铁夹）、_____________、重物（带夹子）、________、复写纸（或墨粉盘）、导线、毫米刻度尺、交流电源。
实验步骤
（1）安装装置：按图1甲所示把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计时器与电源连接好。

（2）打纸带：在纸带的一端把重物用夹子固定好，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手竖直提起纸带使重物停靠在打点计时器附近。先接通电源后释放纸带，让重物拉着纸带自由下落。重复几次，得到3~5条打好点的纸带。
（3）选纸带并测量：选择一条点迹清晰的纸带，确定要研究的开始和结束的位置，测量并计算出两位置之间的距离Δh及两位置时纸带的速度，代入表达式进行验证。
数据处理
（1）计算各点对应的瞬时速度：如图乙所示，根据公式，计算出某一点的瞬时速度v_n。
（2）验证方法
方法一：利用起始点和第n点。
选择开始的两点间距接近2 mm的一条纸带，打的第一个点为起始点，如果在实验误差允许范围内mgh_n=，则机械能守恒定律得到验证。
方法二：任取两点A、B．
如果在实验误差允许范围内，则机械守恒定律得到验证。
方法三：图像法（如图所示）。
若在实验误差允许范围内图线是一条过原点且斜率为g的直线，则机械能守恒定律得到验证。

误差分析
本实验的误差主要是纸带测量产生的偶然误差以及重物和纸带运动中的空气阻力及打点计时器的摩擦阻力引起的系统误差。
注意事项
（1）安装打点计时器时，要使两限位孔的中线在__________，以减小摩擦阻力。
（2）应选用质量和密度较________的重物。
（3）实验时，应先_______，让打点计时器正常工作后再___________。
（4）本实验中的几种验证方法均不需要测重物的质量m。
（5）速度不能用v=gt或v=计算，应根据纸带上测得的数据，利用计算瞬时速度。

2 . 某小组利用如图所示装置进行“验证机械能守恒定律”实验。

(1)下列说法正确的是（     ）

A．本实验应选用密度大、体积小的重物

B．释放纸带时，重物应远离打点计时器

C．在“验证机械能守恒定律”时不需要知道当地的重力加速度

D．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过计算出瞬时速度v

(2)实验中，先接通电源再释放纸带，得到下图所示的一条纸带。在纸带上选取二个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为h_A、h_B、h_C。已知当地重力加速度为g，打点计时器使用的交流电的频率是f，重物的质量为m，则打下B点时，重物的重力势能减少量E_p = _____________，动能增加量E_k = ____________。

(3)比较E_p与E_k的大小，重力势能的减少量大于动能的增加量，出现这一结果的原因可能是_______________。
(4)为提高实验结果的准确程度，某小组同学对此实验提出以下建议
A．两限位孔在同一竖直面内上下对正
B．精确测量出重物的质量
C．用手托稳重物，接通电源后释放重物
以上建议中确实对提高实验准确程度有作用的是____________。

3 . 如图1所示，是利用自由落体运动进行“验证机械能守恒定律”的实验。所用的打点计时器通以50Hz的交流电。

(1)甲同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图2所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，用刻度尺测得OA=12.41cm，OB=18.60cm，OC=27.21cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物的质量为1.00kg，取g=9.80m/s²、在OB段运动过程中，重物重力势能的减少量△E_P=______J；重物的动能增加量△E_k=______J（结果均保留三位有效数字）。
(2)该实验没有考虑各种阻力的影响，这属于本实验的______误差（选填“偶然”或“系统”）。由此看，甲同学数据处理的结果比较合理的应当是△E_p______△E_k（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
(3)甲同学多次实验，以重物的速度平方v²为纵轴， 以重物下落的高度h为横轴，作出如图所示的v²—h图像， 则当地的重力加速度g= ______ m/s²。（结果保留3位有效数字）

4 . 如图是利用重物自由下落验证机械能守恒定律的实验装置。

（1）该实验中没有必要进行的操作是_____________；
A.用天平测出重物的质量            B.用秒表测出重物下落的时间
C.先接通电源再释放纸带            D.用纸带记录测量出重物下落的高度
（2）该实验所用打点计时器的电源频率为50Hz，如图所示：A、B、C为纸带中选取的三个计数点，每相邻两个计数点之间还有4个点未画出，则每两个相邻计数点之间的时间间隔T=_______s，可计算出打点计时器在打下计数点B时物体的下落速度为=_______m/s（本空保留三位有效数字），进而可以表示出对应动能。

5 . 下图为某实验小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律的装置，实验的主要步骤有：

A.将气垫导轨放在水平桌面上并调至水平；
B.测出挡光条的宽度；
C.分别测出滑块与挡光条的总质量及托盘与砝码的总质量；
D.将滑块移至图示位置，测出挡光条到光电门的距离；
E.由静止释放滑块，读出挡光条通过光电门的时间；
F.改变挡光条到光电门的距离，重复步骤D、E，测出多组和。已知重力加速度为，请回答下列问题：
（1）本实验中______________（填“需要”或“不需要”）满足远小于。
（2）若某次测得挡光条到光电门的距离为，挡光条通过光电门的时间为，滑块由静止释放至光电门的过程，系统的重力势能减少了______________；若系统机械能守恒，应满足______________（用以上物理量表示）。
（3）若利用图像法处理实验数据，下列选项中能符合实验要求的是______________。

A．       B.     C.     D.

6 . 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，则直径___________。
（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，记录多组实验数据，作出变化的图像如图3所示，如果不考虑空气阻力，若该图线的斜率___________（用题中所给的物理量符号表示），就可以验证小球下落过程中机械能守恒。

7 . 实验小组的同学做“验证机械能守恒定律”的实验。量角器中心点和细线的一个端点重合，并且固定好；细线另一端系一个小球，当小球静止不动时，量角器的零刻度线与细线重合，在小球所在位置安装一个光电门，小球的直径可视为挡光宽度，光电门的中心恰好与小球静止时球心的位置重合。实验装置示意图如图所示。

（1）为减小实验误差，小球应选___________（填字母序号）；
A．直径约的均匀钢球          B．直径约的均匀木球
（2）正确选择小球后，测出小球的直径为，若小球通过光电门的时间为，则小球通过光电门的速度大小为___________；
（3）若测得点与小球之间细线的长为，初始位置细线与竖直方向的夹角为，小球的质量为，当地的重力加速度为，则小球从释放点运动到最低点时重力势能的减少量为___________；（用、、、、表示）
（4）通过改变小球由静止释放时细线与竖直方向的夹角，测出对应情况下小球通过光电门的时间，为了直观地判断机械能是否守恒，应作___________图像。（填字母序号）
A．       B．       C．       D．

8 . 某实验小组利用图甲所示的装置，验证槽码和滑块（包括遮光条）组成的系统机械能守恒。将遮光条安装在滑块上，用天平测出遮光条和滑块的总质量，槽码和挂钩的总质量为。实验时，将滑块系在绕过定滑轮悬挂有槽码的细线上，滑块由静止释放，数字计时器记录下遮光条通过光电门1和2的遮光时间分别为和，用游标卡尺测出遮光条的宽度。已知当地的重力加速度为。

（1）打开气泵，待气流稳定后调节气垫导轨，直至看到导轨上的滑块在短时间内保持静止，该操作的目的是______；
（2）本实验中______（填“需要”或“不需要”）槽码和挂钩的总质量远小于遮光条和滑块的总质量；
（3）滑块通过光电门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的位置不变，移动光电门2，并测出光电门1和光电门2之间的距离，让滑块每次从相同的位置释放，多次实验，记录多组数据，作出随s变化的图像如图乙所示。不考虑空气阻力，若该图线的斜率______，就可以验证系统的机械能守恒。

9 . 某实验兴趣小组用如图所示的气垫导轨来验证机械能守恒定律，在气垫导轨上可以忽略轨道的摩擦力，当地重力加速度为g，主要实验步骤如下：

（1）通过调节旋钮A、B将气垫导轨调水平，测量出气垫导轨两支脚A、B间的距离L，光电门1、2间的距离l，把支脚A垫高并测量出其高度为H，则光电门1、2的高度差h＝______；
（2）测出遮光条的宽度d＝11.45mm，则该兴趣小组选择的测量仪器可能是______；
A．10分度的游标卡尺       B．20分度的游标卡尺       C．螺旋测微器
（3）将滑块从气垫导轨上端释放，滑块通过两光电门1、2的时间分别为、，通过记录的数据可知______（选填“＞”、“＜”或“＝”）；
（4）取低处的光电门2为零势能点，要验证机械能守恒，则该兴趣小组同学只需在误差允许范围内验证表达式______是否成立即可（用所测量物理量的字母表示）．