1 . 如甲图所示的装置叫做阿特伍德机，是英国数学家和物理学家阿特伍德（G•Atwood1746-1807）创制的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律．某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律，如图乙所示．实验时，该同学进行了如下步骤：

①将质量均为M（A的含挡光片、B的含挂钩）的重物用绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态，测量出A上挡光片中心到光电门中心的竖直距离h．
②在B的下端挂上质量为m的物块C，让系统（重物A、B以及物块C）中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片挡光的时间为△t．
③测出挡光片的宽度d，计算物块速度v
④利用实验数据验证机械能守恒定律．
（1）步骤③中，计算物块速度v=______（用实验中字母表示），利用这种方法测量的速度总是比挡光片中心通过光电门中心的实际速度_________（选填“大”或“小”）．为使 v的测量值更加接近真实值，减小测量系统误差,可采用的最合理的方法是(          )
A.减小挡光片宽度d
B.增大挡光片中心到光电门中心的竖直距离h
C.将光电门记录挡光时间△t的精度设置得更高
D.将实验装置更换为纸带和打点计时器
（2）步骤④中，如果系统（重物A、B以及物块C）的机械能守恒，应满足的关系为______（已知重力加速度g，用实验中字母表示）
（3）某次实验分析数据发现，系统重力势能减小量小于系统动能增加量，造成这个结果的原因可能是(        )
A.绳子、滑轮并非轻质而有一定质量
B.滑轮与绳子之间产生滑动摩擦
C.计算重力势能错误地将g的数值取做10m/s²
D.挂物块C时不慎使B具有向上的初 速度

2 . 小明利用图中的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。（已知当地重力加速度为）。
（1）实验中应选择密度大、体积小的物体作为重物，这样选择的目的是________（单选）。
   
A．减小空气阻力             B．减小空气阻力与重力的比值
（2）已知打点计时器所用的交流电频率为50Hz，实验中得到一条点迹清晰的纸带，如图所示。把计时器打下的第一个点记做O点（重物速度记为0），另外选连续的4个点A、B、C、D作为测量点，测得A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.90cm、69.84cm、77.76cm、86.60cm。则打下B点时重物的速度为________m/s（结果保留3位有效数字）。
   
（3）在对图中的纸带进行数据处理时，发现从O点到B点的过程中动能的增加量略大于重力势能的减少量，造成这个结果的原因可能是________（单选）。
A．实验过程中存在各种阻力
B．打下O点时重物的速度略大于0
C．数据运算时重力加速度取
D．重物质量的测量值大于其真实值

3 . 用如图所示装置验证机械能守恒定律，装有遮光条的滑块放置在气垫导轨上的A位置，细线绕过固定在导轨右端的定滑轮，一端与滑块连接、另一端悬吊钩码。测出遮光条的宽度d，滑块与遮光条的总质量M，A到光电门中心距离x。调节气垫导轨水平，由静止释放滑块，读出遮光条通过光电门的挡光时间t。将遮光条通过光电门的平均速度看作滑块中心到达光电门中心点时的瞬时速度。已知钩码的质量为m，当地重力加速度为g。
   
（1）滑块从A处到达光电门中心处时，m和M组成的系统动能增加量可表示为______，系统的重力势能减少量可表示为______，在误差允许的范围内，若，则可认为系统的机械能守恒。（用题中字母表示）
（2）某同学实验时，保持光电门的位置不变，改变滑块的位置A，测出多组对应的x与t的数值，经过计算发现系统动能的增加量大于钩码重力势能的减少量，其原因可能是______。
A．钩码质量太大
B．系统受到空气阻力和绳子与滑轮之间存在摩擦力
C．气垫导轨未完全调水平，左端高于右端
（3）某同学在实验时，发现细绳与导轨不平行（细绳左边稍低于右边），则该同学重力势能的测量值______真实值。（选填“大于”“小于”“等于”）

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 . 如图（a）所示的装置叫阿特伍德机，对该装置加以改进后可以用来验证机械能守恒定律，如图（b）所示。实验步骤如下：
   
a．将质量均为M的重物A（含挡光片）和B用轻质细绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态，测量出A上挡光片中心到光电门中心的竖直距离h；
b．在B的下端挂上质量为m的物块C，让系统（重物A、B以及物块C）中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片挡光的时间为；
c．测出挡光片的宽度d，计算重物运动的速度v；
d．利用实验数据验证机械能守恒定律。
（1）步骤c中，计算重物的速度v=___________（用实验中字母表示），利用这种方法测量的速度总是比挡光片中心通过光电门中心的实际速度___________（选填“大”或“小”）；为使v的测量值更加接近真实值，减小系统误差，可采用的合理的方法是___________。
A．减小挡光片的宽度d
B．减小挡光片中心到光电门中心的竖直距离h
C．将实验装置更换为纸带和打点计时器
D．将光电门记录挡光时间的精度设置得更高些
（2）步骤d中，如果系统（重物A、B以及物块C）的机械能守恒，应满足的关系为___________（已知当地重力加速度为g，用实验中字母表示）。

6 . 某同学设计如图甲所示的实验装置来“验证机械能守恒定律”，让小铁球从A点由静止自由下落，下落过程中经过A点正下方的光电门B点时，光电计时器记录下小球通过光电门B点的时间t，已知当地的重力加速度为g。该实验准备了如下器材∶铁架台、夹子、小铁球，光电门、数字式计时器、毫米刻度尺。

（1）用毫米刻度尺测量小铁球的直径，示数如图乙所示，则其直径为d=______m
（2）调整AB两点之间距离h，记录下小铁球通过光电门B点的时间t，多次重复上述过程，作出随h的变化图像如图丙所示。若斜率k₀等于______（用题中物理量符号表示）则可验证小球下落过程中机械能守恒。
（3）在实验过程中，有些误差为测量误差，有些误差为系统误差，下列属于系统误差的是( )
A.利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度
B.小球的直径测量不准确
C.下落过程中受到空气阻力
（4）若只考虑“利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度”引起的误差，则小球通过B点动能的测量值_______真实值（填“大于”或“小于”）

7 . 在验证机械能守恒定律的实验中，所用电源的频率f=50Hz，某次实验选择一条较理想纸带，某同学用毫米刻度尺测量起始点O依次到A、B、C、D、E、F各点的距离分别记作x₁，x₂，x₃，x₄，x₅，x₆，并记录在下表中。（结果均保留3位有效数字）

符号	x1	x2	x3	x4	x5	x6
数值（×10-2m）	0.19	0.76	1.71	3.06	4.78	6.87

（1）在实验过程中需要用工具进行直接测量的是___________
A．重锤的质量       B．重力加速度        C．重锤下降的高度       D．重锤的瞬时速度
（2）该同学用重锤在OE段的运动来验证机械能守恒定律。已知重锤的质量为1kg，当地的重力加速度g=9. 80 m/s²。则此过程中重锤重力势能的变化量为___________J，而动能的增加量为___________J。
（3）另一位同学根据这一条纸带来计算重锤下落过程中的加速度a，为了充分利用记录数据，尽可能减小实验操作和测量过程中的误差，求得a= ___________ m/s²。
（4）关于本实验的误差，说法不正确的一项是________。
A．选择质量较小的重物，有利于减小误差
B．选择点迹清晰且第1、2两点间距约为2mm的纸带，有利于减小误差
C．先松开纸带后接通电源会造成较大的误差
D．本实验产生误差的主要原因是因为重物在下落过程中不可避免地受到阻力的作用
（5）在实验中，某同学根据实验测得的数据，通过计算发现，重锤在下落过程中，重锤动能的增加量略大于重锤势能的减少量，若实验测量与计算均无错误，则出现这一问题的原因可能是(      )
A．重锤的质量偏大                                             B．交流电源的电压偏高        
C．交流电源的频率小于50 Hz                            D．重锤下落时受到的阻力过大

8 . 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。

9 . 某兴趣小组想利用如图所示的装置探究自由落体运动中重力势能与动能之间的转化关系。

（1）如图所示是实验中打出的某条点迹清晰的纸带。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，重力加速度g=10m/s²，重物的质量为1kg。重物运动到打B点的动能为___________J，重物运动到打E点的动能为___________J，上述过程中，重物重力势能减少了___________J。（均保留三位有效数字）


（2）如下表所示，两个表格给出的数据分别为物块经过各个点时动能的大小以及，以打下A点时重物所在高度为零势能面的情况下，小球经过各点所具有的重力势能，分析表格数据可以得出：在误差允许的范围内，重物在下降的过程中减少的重力势能___________（填“大于”、“小于”或“等于”）增加的动能。

打下点的位置	B	C	D	E
瞬时速度/ms-2		2.42	2.61
动能/J		2.93	3.41
打下点的位置	B	C	D	E
重力势能/J		-0.89	-1.39

（3）误差分析：兴趣小组通过对两个表格中的数据进行对比发现，无论选取哪一段过程，重物在下落的过程中减少的重力势能总是___________（填“大于”、“小于”或“等于”）增加的动能。其原因可能是___________。

10 . 如图所示为“验证机械能守恒定律”的实验装置，图中物块的质量为，物块B和遮光片的总质量为，，二者用轻质细线通过定滑轮相连接。一开始用手托着B，二者处于静止状态，细线伸直，此时光电门与遮光片的距离为。释放物块B，当遮光片通过光电门时，光电门记录的遮光时间是。用仪器测量遮光片的宽度，重力加速度为。

（1）物块B经过光电门时的速度为______（用题中相关字母表示）。
（2）验证机械能守恒时，在误差允许的范围内，需要满足关系式____________（用题中所给的字母表示）。
（3）在实际运算验证时，第（2）题中的关系式两边的数值总是有些差异，你认为产生误差原因可能是____________（答对一条即可给分）。