13 实验：验证机械能守恒定律 期末复习讲义 -2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

2025-2026学年度高一物理下学期期末复习专题 13实验《验证机械能守恒定律》 知识梳理 温故知新 一、实验原理 通过实验，求出做自由落体运动的重物重力势能的减少量和相应过程动能的增加量，若在误差允许的范围内，二者相等，说明机械能守恒，从而验证机械能守恒定律。 二、实验器材 打点计时器、电源、纸带、复写纸、重物（带夹子）、刻度尺、铁架台（带铁夹）、导线。 三、实验步骤 1.安装置：按实验原理图将调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路。 2.打纸带：将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手提着纸带使重物静止在①靠近打点计时器的地方。先②接通电源，后③松开纸带，让重物带着纸带④自由下落。 更换纸带重复做次实验。 3.选纸带 （1）用来验证，应选点迹清晰且第1、2两点间距离小于或接近⑤  的纸带。 （2）用验证时，只要、之间的点迹清晰即可选用。 四、实验结论 在误差允许的范围内，自由落体运动过程机械能守恒。 五、误差分析 1.测量误差：减小测量误差的方法，一是测下落距离时都从起始点量起，用刻度尺一次将所打各点对应的下落高度测量完，二是多测几次取平均值。 2.系统误差：由于重物和纸带下落过程中要克服阻力做功，故动能的增加量必定稍⑥小于重力势能的减少量，改进办法是调整安装的器材，尽可能地减小阻力。 题型速练 一题一思，查漏补缺 一、单选题 1．在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列做法或说法正确的是（  ） A．必须用天平称出重锤的质量 B．先用手托住重锤，待打点计时器通电后再松手释放 C．做出图像，当图线是过原点的直线时，即说明机械能守恒 D．若采用计算某点速度，则会测得动能的增加量大于重力势能的减少量 【答案】D 【详解】A．验证机械能守恒的核心表达式为，两边质量可直接约去，因此不需要测量重锤质量，故A错误； B．不能用手托着重锤再释放，这样会导致纸带搭在打点计时器上，带来较大阻力；正确操作是用手捏住纸带的上端，使纸带竖直，之后打点计时器通电打点后，再释放纸带，故B错误； C．若机械能守恒，整理公式得，图像除了是过原点的直线，还需要斜率接近才能验证守恒；若存在恒定阻力，式子变为，图线仍是过原点的直线但斜率小于，机械能不守恒，故C错误； D．实际实验中存在空气阻力、打点阻力，重锤实际加速度，对应时间的实际速度，用计算的速度偏大，因此得到的动能增加量会大于实际的重力势能减少量，故D正确。 故选D。 2．“验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示，实验测出重物动能的增加量小于重力势能的减小量，其原因可能是（    ） A．选择的重物质量偏大 B．使用的纸带长度偏短 C．重物下落过程受到阻力 D．先接通电源后释放纸带 【答案】C 【详解】由于重物下落过程受到阻力作用，使得重物动能的增加量小于重力势能的减小量。故选C。 3．某实验小组用如图所示装置验证机械能守恒定律，关于该实验下列说法正确的是（　　） A．实验时所用的重物密度要小 B．实验中必须利用天平测出重物的质量 C．实验中重物动能的增加量通常比其重力势能的减少量略小 D．若打出的纸带前面一小段被损毁，则纸带的剩余部分不能验证机械能守恒 【答案】C 【详解】A．实验时所用的重物密度要大，体积要小，以减小阻力的影响，A错误； B．实验中要验证的关系式，两边都有m，则不需要用天平测出重物的质量，B错误； C．实验中由于阻力做负功，重物动能的增加量通常比其重力势能的减少量略小，C正确； D．若打出的纸带前面一小段被损毁，则纸带的剩余部分同样能验证机械能守恒，表达式变为，D错误。 故选C。 4．某实验小组利用如图所示的装置来验证机械能守恒定律，下列说法正确的是（　　） A．本实验中砂桶的机械能在理论上是守恒的 B．本实验还需要打点计时器 C．本实验还需要天平 D．实验时应该先释放小车，后接通气泵 【答案】C 【详解】A．根据题意可知，实验过程中，绳子的拉力对砂桶做负功，则砂桶的机械能不守恒，故A错误； BC．根据实验原理可知，可以通过光电门求得滑块通过光电门的速度，通过释放滑块的位置到光电门的距离可得，砂桶下降的距离，则不需要打点计时器，但需要天平称砂桶和滑块的质量，故B错误，C正确； D．实验时应该先接通气泵，后释放小车，故D错误。 故选C。 5．某小组利用图示装置做“验证机械能守恒定律”实验，小球释放后，通过光电门1和2，实验中不是必须测量的物理量是（    ） A．小球的质量 B．小球的直径 C．两光电门间的距离 D．小球分别通过两光电门的时间 【答案】A 【详解】小球通过光电门的速度 ， 小球通过两光电门过程，根据机械能守恒定律有 解得 可知，必须测量的物理量有小球的直径、两光电门间的距离与小球分别通过两光电门的时间，不是必须测量的物理量是小球的质量。 故选A。 6．在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列物理量中需要直接测量的是（　　） A．重物的质量 B．重力加速度 C．重物下落的高度 D．重物下落某一高度所对应的瞬时速度 【答案】C 【详解】A．实验中验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，所以不需要测量重物的质量，故A错误； B．重力加速度是已知的，不需要测量，故B错误； C．重物下落的高度需要测量，故C正确； D．瞬时速度是根据纸带上的数据计算得出的，不是直接测量的，故D错误。 故选C。 二、实验题 7．图甲为用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置。 (1)在验证机械能守恒定律的实验中，关于重物的选择，下列说法正确的是________。 A．选择的重物的体积越小越好 B．应选用质量较小的重物，使重物的惯性小一些 C．应选用体积和质量都较小的重物 D．选择的重物体积应小一些，质量尽量地大一些 (2)实验时，释放纸带和接通电源的合理顺序是________。 A．先释放纸带，再接通电源 B．先接通电源，再释放纸带 (3)在验证机械能守恒定律的实验中，没有必要进行的操作是________。 A．用天平测重物的质量 B．用秒表测重物下落的时间 C．用打点计时器记录重物下落的信息 D．用纸带记录测量重物下落的高度 (4)实验中，质量为的重物拖着一条纸带从静止开始下落，打点计时器在纸带上打出一系列清晰的点。把重物开始下落时打出的点标为，然后按先后顺序依次选取三个计数点、、，如图乙所示。通过测量得到、间的距离为，、间的距离为，、间的距离为。已知相邻两计数点间的时间间隔为，当地重力加速度为。从开始下落到打点时，重物减少的重力势能为________，打点时重物的动能为________。在误差允许的范围内，减少的重力势能等于增加的动能，则满足机械能守恒。 (5)在实际测量中，重物减少的重力势能通常会________（选填“略大于”“等于”或“略小于”）增加的动能。 (6)若测出纸带上所有各点到点之间的距离，根据纸带算出各点的速度及重物下落的高度，则以为纵轴、以为横轴画出的图像是图中的_________。 A． B． C． D． 【答案】(1)D (2)B (3)AB (4) (5)略大于 (6)A 【详解】（1）选择重锤时既要考虑减小空气阻力，又要考虑实验的方便、可操作，即实验供选择的重物应该相对质量较大、体积较小的物体，这样能减少阻力的影响。 故选D。 （2）如果先放开纸带开始运动，再接通打点计时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，因此应先接通打点计时器电源，再释放纸带。 故选B。 （3）A．实验目的是比较mgh和的大小关系，m可约去，不需要测出重物的质量，故A符合题意； B．可以通过打点计时器计算时间，不需要秒表，故B符合题意； C．用打点计时器需要记录重物下落的时间，故C不符合题意； D．用纸带记录的点来测量重物下落的高度，故D不符合题意。 故选AB。 （4）[1]从重锤开始下落到打点计时器打下B点时，重锤重力势能的减小量为 [2]打B点时重物的动能为 （5）实际实验中，重锤要受到空气阻力、纸带和打点计时器限位孔之间有摩擦力，故重物下落时要克服这些阻力做功，重力势能不能全部转化为动能，有一小部分转化为内能，故重物减少的重力势能通常会略大于增加的动能。 （6）重物下落过程，由机械能守恒定律得 整理得 g是定值，则与h成正比。 故选A。 8．实验小组利用图1所示装置验证机械能守恒定律。可选用的器材有：交流电源（频率）、铁架台、电子天平、重锤、打点计时器、纸带、刻度尺等。 (1)下列所给实验步骤中，有4个是完成实验必需且正确的，把它们选择出来并按实验顺序排列：________（填步骤前面的序号） ①先接通电源，打点计时器开始打点，然后再释放纸带 ②先释放纸带，然后再接通电源，打点计时器开始打点 ③用电子天平称量重锤的质量 ④将纸带下端固定在重锤上，穿过打点计时器的限位孔，用手捏住纸带上端 ⑤在纸带上选取一段，用刻度尺测量该段内各点到起点的距离，记录分析数据 ⑥关闭电源，取下纸带 (2)图2所示是纸带上连续打出的五个点A、B、C、D、E到起点的距离。则打出B点时重锤下落的速度大小为________ （保留3位有效数字）。 (3)纸带上各点与起点间的距离即为重锤下落高度h，计算相应的重锤下落速度v，并绘制图3所示的关系图像。理论上，若机械能守恒，图中直线应________（填“通过”或“不通过”）原点且斜率为________（用重力加速度大小g表示）。由图3得直线的斜率________（保留3位有效数字）。 (4)定义单次测量的相对误差，其中是重锤重力势能的减小量，是其动能增加量，则实验相对误差为________（用字母k和g表示）；当地重力加速度大小取，则________（保留2位有效数字），若，可认为在实验误差允许的范围内机械能守恒。 【答案】(1)④①⑥⑤ (2)1.79 (3) 通过 18.6 (4) 5.1 【详解】（1）实验步骤为：将纸带下端固定在重锤上，穿过打点计时器的限位孔，用手捏住纸带上端，先接通电源，打点计时器开始打点，然后再释放纸带，关闭电源，取下纸带，在纸带上选取一段，用刻度尺测量该段内各点到起点的距离，记录分析数据，根据原理可知质量可以约掉，不需要用电子天平称量重锤的质量。 故选择正确且正确排序为④①⑥⑤。 （2）根据题意可知纸带上相邻计数点时间间隔 根据匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度可得 代入数据可得 （3）[1][2]根据 整理可得 可知理论上，若机械能守恒，图中直线应通过原点，且斜率 [3]由图3得直线的斜率 （4）[1]根据题意有 可得 [2]当地重力加速度大小取，代入数据可得。 9．物理实验不仅要动手操作还要动脑思考，小明同学就注意到图甲所示的装置可以完成多个力学实验：“探究加速度随时间的变化规律”、“探究加速度与力、质量的关系”等。 (1)利用甲图装置完成“探究加速度与力、质量的关系”实验前，应将木板左端适当垫高，使小车恰好匀速下滑，目的是________； (2)上述实验完成后，是否能够继续用（1）中装置完成“验证机械能守恒定律”的实验：____（填“能”或“不能”），理由是________。 (3)另一同学用气垫导轨来验证机械能守恒定律。将气垫导轨固定在水平桌面上，调节旋钮使其水平。在气垫导轨的左端固定一光滑的定滑轮，在B处固定一光电门，测出滑块及遮光条的总质量为M，将质量为m的钩码通过细线与滑块连接。打开气源，滑块从A处由静止释放，宽度为d的遮光条经过光电门遮光时间为t，取遮光时间t内的平均速度作为滑块经过B处的速度，A、B之间的距离为x，钩码离地面足够高，重力加速度为g。 ①滑块由A运动到B的过程中，系统重力势能的减小量为____，系统动能的增加量为______（以上结果均用题中所给字母表示） ②改变x重复实验得到多组数据，用图像法处理数据，为了形象直观，应该画______。 A．图像    B．图像    C．图像 【答案】(1)平衡摩擦力 (2) 不能 系统除重力做功外还有摩擦力做功 (3) C 【详解】（1）将木板左端适当垫高，使小车恰好匀速下滑，目的是平衡摩擦力，让小车所受的合力等于细线的拉力。 （2）[1][2]不能用甲装置完成实验，因为系统除重力做功外还有摩擦力做功，系统的机械能不守恒。 （3）[1]滑块由A运动到B的过程中，系统重力势能的减小量等于该过程系统重力做的功，即 [2]系统动能的增加量 [3]根据系统机械能守恒有 整理得 可知为正比例函数，因此为了形象直观，应该画图像。 故选C。 10．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ΔEk=______，系统的重力势能减少量可表示为ΔEp=______，在误差允许的范围内，若ΔEk=ΔEp，则可认为系统的机械能守恒。（均用题中字母表示） (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．气垫导轨未完全调水平，左端高于右端 C．系统受到空气阻力 (3)某同学为了减小误差，通过调整A的位置来改变x，测出对应的通过光电门的时间t，得到若干组数据后，在坐标纸上描点，拟合出直线，则该同学描绘的是______图像。 A．x-t B．x- C．x- D．x-t2 (4)某同学实验时，气泵不能工作，他想到用使轨道倾斜的方法来平衡摩擦力，如果已经平衡了摩擦力，______（选填“能”或“不能”）用此装置验证系统机械能守恒。 【答案】(1) mgx (2)B (3)C (4)不能 【详解】（1）[1]滑块从A到达光电门的速度为v= 则动能的增加量 [2]系统的重力势能减少量可表示为 （2）A．钩码质量大小对实验不产生影响，A错误； B．未完全调水平，左端高于右端，则滑块的重力势能会减少，系统动能增加量等于系统重力势能的减少量，所以系统动能的增加量大于钩码重力势能的减少量，B正确； C．若存在空气阻力，则ΔEp会略大于ΔEk，C错误。 故选B。 （3）根据 则有 整理可得 描绘的是图像 故选C。 （4）若已经平衡了摩擦力，对整个系统，该装置仍不能验证系统机械能守恒，因为有摩擦力做功，没有满足只有重力做功，机械能不守恒。 11．某实验小组用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。 (1)甲同学进行如下操作并测出如下数据。 ①用天平测定小球的质量为 ②测出小球的直径为 ③用刻度尺测出电磁铁下端小球球心到光电门中心的距离为 ④电磁铁先通电，让小球吸在开始端； ⑤电磁铁断电，小球自由下落； ⑥在小球经过光电门的时间内，计时装置记下小球经过光电门所用时间为，由此可算得小球经过光电门时的速度大小为__________结果保留三位有效数字 ⑦计算此过程中重力势能的减小量为__________J，小球动能的增加量为__________J。重力加速度g取，结果均保留三位有效数字 (2)乙同学用上述实验装置通过改变光电门的位置，用h表示小球到光电门的距离，用 v表示小球通过光电门的速度，根据实验数据作出了如图乙所示的图像，则当地的实际重力加速度大小为__________结果保留两位有效数字 【答案】(1) (2) 【详解】（1）[1]利用平均速度代替瞬时速度算得小球经过光电门时的速度得小球经过光电门时的速度为： [2]小球从电磁铁处下落到经过光电门时，小球重力势能减小量为 [3]小球动能变化量为 （2）根据机械能守恒,有 即有 所以图像中图像的斜率表示2g，由图可知，斜率 故当地的实际重力加速度 12．某同学把带铁夹的铁架台、电火花计时器、纸带、质量为的重物甲和质量为的重物乙（）等器材组装成如图甲所示的实验装置，以此研究系统机械能守恒。此外还准备了天平（砝码）、毫米刻度尺、导线等。 (1)他进行了下面几个操作步骤： A．按照图示的装置安装器件； B．将打点计时器接到电源的“交流输出”上； C．用天平测出重物甲和重物乙的质量； D．先释放纸带，后接通电源，打出一条纸带； E．测量纸带上某些点间的距离； F．根据测量结果计算得出重物甲下落过程中减少的重力势能等于重物甲增加的动能。 其中错误的步骤是______。（填步骤前字母） (2)如图乙，实验中得到一条比较理想的纸带，先记下第一个点O的位置。然后选取A、B、C、D四个相邻的计数点，相邻计数点间还有四个点未画出。分别测量出A、B、C、D到O点的距离分别为、、、。已知打点计时器使用交流电的频率为。打下B点时重物甲的速度______m/s。（计算结果保留2位有效数字） (3)若当地的重力加速度为g，系统从O运动到B的过程中，在误差允许的范围内只要满足关系式______，则表明系统机械能守恒。（用给出物理量的符号表示） 【答案】(1)DF (2)1.8 (3) 【详解】（1）步骤D应先接通电源，后释放纸带；步骤F中根据测量结果计算得出重物甲下落过程中甲、乙两重物减少的重力势能等于重物甲、乙增加的动能。 故错误的步骤是DF。 （2）根据题意，相邻计数点的时间间隔为 根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程平均速度，B点时的速度为 （3）系统从O运动到B的过程中，甲、乙两重物减少的重力势能 系统从O运动到B的过程中，重物甲、乙增加的动能 系统从O运动到B的过程中，若机械能守恒，则有 即 试卷第2页，共15页 试卷第1页，共15页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年度高一物理下学期期末复习专题 13实验《验证机械能守恒定律》 知识梳理 温故知新 一、实验原理 通过实验，求出做自由落体运动的重物重力势能的减少量和相应过程动能的增加量，若在误差允许的范围内，二者相等，说明机械能守恒，从而验证机械能守恒定律。 二、实验器材 打点计时器、电源、纸带、复写纸、重物（带夹子）、刻度尺、铁架台（带铁夹）、导线。 三、实验步骤 1.安装置：按实验原理图将调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路。 2.打纸带：将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手提着纸带使重物静止在 打点计时器的地方。先 ，后 ，让重物带着纸带 下落。 更换纸带重复做次实验。 3.选纸带 （1）用来验证，应选点迹清晰且第1、2两点间距离小于或接近  的纸带。 （2）用验证时，只要、之间的点迹清晰即可选用。 四、实验结论 在误差允许的范围内，自由落体运动过程机械能守恒。 五、误差分析 1.测量误差：减小测量误差的方法，一是测下落距离时都从起始点量起，用刻度尺一次将所打各点对应的下落高度测量完，二是多测几次取平均值。 2.系统误差：由于重物和纸带下落过程中要克服阻力做功，故动能的增加量必定稍⑥小于重力势能的减少量，改进办法是调整安装的器材，尽可能地减小阻力。 题型速练 一题一思，查漏补缺 一、单选题 1．在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列做法或说法正确的是（  ） A．必须用天平称出重锤的质量 B．先用手托住重锤，待打点计时器通电后再松手释放 C．做出图像，当图线是过原点的直线时，即说明机械能守恒 D．若采用计算某点速度，则会测得动能的增加量大于重力势能的减少量 2．“验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示，实验测出重物动能的增加量小于重力势能的减小量，其原因可能是（    ） A．选择的重物质量偏大 B．使用的纸带长度偏短 C．重物下落过程受到阻力 D．先接通电源后释放纸带 3．某实验小组用如图所示装置验证机械能守恒定律，关于该实验下列说法正确的是（　　） A．实验时所用的重物密度要小 B．实验中必须利用天平测出重物的质量 C．实验中重物动能的增加量通常比其重力势能的减少量略小 D．若打出的纸带前面一小段被损毁，则纸带的剩余部分不能验证机械能守恒 4．某实验小组利用如图所示的装置来验证机械能守恒定律，下列说法正确的是（　　） A．本实验中砂桶的机械能在理论上是守恒的 B．本实验还需要打点计时器 C．本实验还需要天平 D．实验时应该先释放小车，后接通气泵 5．某小组利用图示装置做“验证机械能守恒定律”实验，小球释放后，通过光电门1和2，实验中不是必须测量的物理量是（    ） A．小球的质量 B．小球的直径 C．两光电门间的距离 D．小球分别通过两光电门的时间 6．在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列物理量中需要直接测量的是（　　） A．重物的质量 B．重力加速度 C．重物下落的高度 D．重物下落某一高度所对应的瞬时速度 二、实验题 7．图甲为用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置。 (1)在验证机械能守恒定律的实验中，关于重物的选择，下列说法正确的是________。 A．选择的重物的体积越小越好 B．应选用质量较小的重物，使重物的惯性小一些 C．应选用体积和质量都较小的重物 D．选择的重物体积应小一些，质量尽量地大一些 (2)实验时，释放纸带和接通电源的合理顺序是________。 A．先释放纸带，再接通电源 B．先接通电源，再释放纸带 (3)在验证机械能守恒定律的实验中，没有必要进行的操作是________。 A．用天平测重物的质量 B．用秒表测重物下落的时间 C．用打点计时器记录重物下落的信息 D．用纸带记录测量重物下落的高度 (4)实验中，质量为的重物拖着一条纸带从静止开始下落，打点计时器在纸带上打出一系列清晰的点。把重物开始下落时打出的点标为，然后按先后顺序依次选取三个计数点、、，如图乙所示。通过测量得到、间的距离为，、间的距离为，、间的距离为。已知相邻两计数点间的时间间隔为，当地重力加速度为。从开始下落到打点时，重物减少的重力势能为________，打点时重物的动能为________。在误差允许的范围内，减少的重力势能等于增加的动能，则满足机械能守恒。 (5)在实际测量中，重物减少的重力势能通常会________（选填“略大于”“等于”或“略小于”）增加的动能。 (6)若测出纸带上所有各点到点之间的距离，根据纸带算出各点的速度及重物下落的高度，则以为纵轴、以为横轴画出的图像是图中的_________。 A． B． C． D． 8．实验小组利用图1所示装置验证机械能守恒定律。可选用的器材有：交流电源（频率）、铁架台、电子天平、重锤、打点计时器、纸带、刻度尺等。 (1)下列所给实验步骤中，有4个是完成实验必需且正确的，把它们选择出来并按实验顺序排列：________（填步骤前面的序号） ①先接通电源，打点计时器开始打点，然后再释放纸带 ②先释放纸带，然后再接通电源，打点计时器开始打点 ③用电子天平称量重锤的质量 ④将纸带下端固定在重锤上，穿过打点计时器的限位孔，用手捏住纸带上端 ⑤在纸带上选取一段，用刻度尺测量该段内各点到起点的距离，记录分析数据 ⑥关闭电源，取下纸带 (2)图2所示是纸带上连续打出的五个点A、B、C、D、E到起点的距离。则打出B点时重锤下落的速度大小为________ （保留3位有效数字）。 (3)纸带上各点与起点间的距离即为重锤下落高度h，计算相应的重锤下落速度v，并绘制图3所示的关系图像。理论上，若机械能守恒，图中直线应________（填“通过”或“不通过”）原点且斜率为________（用重力加速度大小g表示）。由图3得直线的斜率________（保留3位有效数字）。 (4)定义单次测量的相对误差，其中是重锤重力势能的减小量，是其动能增加量，则实验相对误差为________（用字母k和g表示）；当地重力加速度大小取，则________（保留2位有效数字），若，可认为在实验误差允许的范围内机械能守恒。 9．物理实验不仅要动手操作还要动脑思考，小明同学就注意到图甲所示的装置可以完成多个力学实验：“探究加速度随时间的变化规律”、“探究加速度与力、质量的关系”等。 (1)利用甲图装置完成“探究加速度与力、质量的关系”实验前，应将木板左端适当垫高，使小车恰好匀速下滑，目的是________； (2)上述实验完成后，是否能够继续用（1）中装置完成“验证机械能守恒定律”的实验：____（填“能”或“不能”），理由是________。 (3)另一同学用气垫导轨来验证机械能守恒定律。将气垫导轨固定在水平桌面上，调节旋钮使其水平。在气垫导轨的左端固定一光滑的定滑轮，在B处固定一光电门，测出滑块及遮光条的总质量为M，将质量为m的钩码通过细线与滑块连接。打开气源，滑块从A处由静止释放，宽度为d的遮光条经过光电门遮光时间为t，取遮光时间t内的平均速度作为滑块经过B处的速度，A、B之间的距离为x，钩码离地面足够高，重力加速度为g。 ①滑块由A运动到B的过程中，系统重力势能的减小量为____，系统动能的增加量为______（以上结果均用题中所给字母表示） ②改变x重复实验得到多组数据，用图像法处理数据，为了形象直观，应该画______。 A．图像    B．图像    C．图像 10．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ΔEk=______，系统的重力势能减少量可表示为ΔEp=______，在误差允许的范围内，若ΔEk=ΔEp，则可认为系统的机械能守恒。（均用题中字母表示） (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．气垫导轨未完全调水平，左端高于右端 C．系统受到空气阻力 (3)某同学为了减小误差，通过调整A的位置来改变x，测出对应的通过光电门的时间t，得到若干组数据后，在坐标纸上描点，拟合出直线，则该同学描绘的是______图像。 A．x-t B．x- C．x- D．x-t2 (4)某同学实验时，气泵不能工作，他想到用使轨道倾斜的方法来平衡摩擦力，如果已经平衡了摩擦力，______（选填“能”或“不能”）用此装置验证系统机械能守恒。 11．某实验小组用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。 (1)甲同学进行如下操作并测出如下数据。 ①用天平测定小球的质量为 ②测出小球的直径为 ③用刻度尺测出电磁铁下端小球球心到光电门中心的距离为 ④电磁铁先通电，让小球吸在开始端； ⑤电磁铁断电，小球自由下落； ⑥在小球经过光电门的时间内，计时装置记下小球经过光电门所用时间为，由此可算得小球经过光电门时的速度大小为__________结果保留三位有效数字 ⑦计算此过程中重力势能的减小量为__________J，小球动能的增加量为__________J。重力加速度g取，结果均保留三位有效数字 (2)乙同学用上述实验装置通过改变光电门的位置，用h表示小球到光电门的距离，用 v表示小球通过光电门的速度，根据实验数据作出了如图乙所示的图像，则当地的实际重力加速度大小为__________结果保留两位有效数字 12．某同学把带铁夹的铁架台、电火花计时器、纸带、质量为的重物甲和质量为的重物乙（）等器材组装成如图甲所示的实验装置，以此研究系统机械能守恒。此外还准备了天平（砝码）、毫米刻度尺、导线等。 (1)他进行了下面几个操作步骤： A．按照图示的装置安装器件； B．将打点计时器接到电源的“交流输出”上； C．用天平测出重物甲和重物乙的质量； D．先释放纸带，后接通电源，打出一条纸带； E．测量纸带上某些点间的距离； F．根据测量结果计算得出重物甲下落过程中减少的重力势能等于重物甲增加的动能。 其中错误的步骤是______。（填步骤前字母） (2)如图乙，实验中得到一条比较理想的纸带，先记下第一个点O的位置。然后选取A、B、C、D四个相邻的计数点，相邻计数点间还有四个点未画出。分别测量出A、B、C、D到O点的距离分别为、、、。已知打点计时器使用交流电的频率为。打下B点时重物甲的速度______m/s。（计算结果保留2位有效数字） (3)若当地的重力加速度为g，系统从O运动到B的过程中，在误差允许的范围内只要满足关系式______，则表明系统机械能守恒。（用给出物理量的符号表示） 试卷第2页，共10页 试卷第1页，共10页 学科网（北京）股份有限公司 $