【必刷題型10】實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律（解析版）

【必刷題型10】實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律1．（23-24高一上·浙江杭州·期末）某實(shí)驗(yàn)小組“用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，實(shí)驗(yàn)中測(cè)出重物自由下落的高度h及對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度v，計(jì)算出重物減少的重力勢(shì)能mgh和增加的動(dòng)能，然后進(jìn)行比較，如果兩者在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等，即可驗(yàn)證重物自由下落過程中機(jī)械能守恒。請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和步驟完成下列問題：(1)關(guān)于上述實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是___________。A．重物最好選擇密度較小的木塊B．重物的質(zhì)量可以不測(cè)量C．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源，后釋放紙帶D．可以利用公式v=來求解瞬時(shí)速度E．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝應(yīng)使限位孔保持豎直F．釋放重物前應(yīng)手提紙帶上端并使重物遠(yuǎn)離計(jì)時(shí)器(2)如圖乙是該實(shí)驗(yàn)小組打出的一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，紙帶上的O點(diǎn)是重物下落的起始點(diǎn)，選取紙帶上連續(xù)的點(diǎn)A、B、C、D、E、F作為計(jì)時(shí)點(diǎn)，并測(cè)出各計(jì)時(shí)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離依次為27.94cm、32.78cm、38.02cm、43.65cm、49.66cm、56.07cm。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的電源是50Hz的交流電，重物的質(zhì)量為0.5kg，則從計(jì)時(shí)器打下點(diǎn)O到打下點(diǎn)D的過程中，重物減少的重力勢(shì)能=J；重物增加的動(dòng)能=J，造成兩者不等的系統(tǒng)誤差可能是重力加速度g取9.8m/s2，計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）【答案】(1)BCE(2)2.142.12物體克服空氣阻力及紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間的摩擦阻力做功【詳解】（1）A．重物應(yīng)選密度較大的，這樣相同的質(zhì)量體積更小，減小空氣阻力的影響。A錯(cuò)誤；B．因?yàn)閯?dòng)能和重力勢(shì)能都涉及到質(zhì)量，式子中的質(zhì)量可以約掉，所以可以不用測(cè)質(zhì)量。B正確；C．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源，后釋放紙帶，以提高紙帶的利用率。C正確；D．實(shí)驗(yàn)中是利用平均速度來測(cè)量速度的。不能用公式v=來求解瞬時(shí)速度，否則就會(huì)導(dǎo)致用機(jī)械能守恒來驗(yàn)證機(jī)械能守恒。D錯(cuò)誤。E．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝應(yīng)使限位孔保持豎直以減小阻力，E正確；F．釋放重物前應(yīng)手提紙帶上端并使重物靠近計(jì)時(shí)器，保證充分利用紙帶，F(xiàn)錯(cuò)誤。故選BCE。（2）[1][2][3]重物減小的重力勢(shì)能ΔEp=重物增加的動(dòng)能ΔEk=造成兩者不等的系統(tǒng)誤差可能是物體克服空氣阻力及紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間的摩擦阻力做功。2．（22-23高一下·廣東東莞·期末）某同學(xué)做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，在打出的紙帶上截取一段，如圖所示，紙帶上各相鄰計(jì)時(shí)點(diǎn)間的距離已測(cè)出標(biāo)在圖中。已知各相鄰計(jì)時(shí)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T，重物質(zhì)量為m，重力加速度為g。

（1）在打計(jì)時(shí)點(diǎn)2時(shí)重物的速度，在打計(jì)時(shí)點(diǎn)5時(shí)重物的速度為，從打計(jì)時(shí)點(diǎn)2到打計(jì)時(shí)點(diǎn)5的過程中重物的動(dòng)能增加量大?。ㄓ胢、、表示），重力勢(shì)能減少量大小，若，可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律成立。（2）但在正確的實(shí)驗(yàn)操作過程中，發(fā)現(xiàn)結(jié)果總有，其原因是?！敬鸢浮繉?shí)驗(yàn)中重物要克服阻力做功【詳解】（1）[1]勻變速中，中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這一段過程中的平均速度，因此可得[2]動(dòng)能增加量等于末動(dòng)能減初動(dòng)能，因此可得[3]重力勢(shì)能減少量等于重力乘以高度差（2）[4]在正確的實(shí)驗(yàn)操作過程中，發(fā)現(xiàn)結(jié)果總有，其原因是物體在運(yùn)動(dòng)過程中需要克服阻力做功。3．（22-23高一下·上海閔行·期末）某同學(xué)設(shè)計(jì)丁如圖（a）所示的裝置來研究機(jī)械能是否守恒。輕質(zhì)細(xì)線的上端固定在O點(diǎn)，下端連接帶有光電門的擺錘P，在擺錘擺動(dòng)的路徑上，固定了三個(gè)擋光片A、B、C。實(shí)驗(yàn)時(shí)，分別測(cè)出三個(gè)擋光片到懸點(diǎn)O的高度差h，從某一高度釋放擺錘，利用光電門測(cè)出擺錘經(jīng)過三個(gè)擋光片的速度。

（1）利用光電門測(cè)量速度時(shí)，擋光片寬度為d，擋光時(shí)間為t，則此時(shí)速度為。（2）一同學(xué)在得到擺錘經(jīng)過擋光片的速度v和光電門距離懸點(diǎn)O的高度差h后，作出如圖（b）所示的圖線。若擺動(dòng)過程中機(jī)械能守恒，則該直線的斜率為，決定圖線與縱軸交點(diǎn)位置的因素有：。

（3）該同學(xué)經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)擺錘在A、B、C點(diǎn)的機(jī)械能總是依次的略微減小，你認(rèn)為可能的原因是?！敬鸢浮?g擺錘有初速度運(yùn)動(dòng)過程中阻力做負(fù)功【詳解】（1）[1]由于遮光片的寬度較小，用時(shí)較短，可以用平均速度表示瞬時(shí)速度（2）[2][3]根據(jù)機(jī)械能守恒變形得v2=2gh+v02由此可知：若機(jī)械能守恒v2-h圖線的斜率為2g；當(dāng)擺錘下落的高度為0時(shí)，擺錘的速度不為0，說明了操作中擺錘有初速度；（3）[4]擺錘在A、B、C點(diǎn)的機(jī)械能總是依次的略微減小，原因時(shí)運(yùn)動(dòng)過程中阻力做負(fù)功。4．（22-23高一下·湖南湘西·期末）阿特伍德機(jī)，是由英國(guó)牧師、數(shù)學(xué)家兼物理學(xué)家的喬治·阿特伍德在1784年發(fā)表的《關(guān)于物體的直線運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)》一文中提出的一種著名力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，裝置如圖所示。阿特伍德機(jī)可以用來驗(yàn)證系統(tǒng)的機(jī)械能守恒定律。

（1）該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光片的寬度d，開始時(shí)將質(zhì)量為m的A物體（含遮光片）、和質(zhì)量為M的B物體用繩連接后（M>m），跨放在定滑輪兩側(cè)，滑輪質(zhì)量和摩擦可忽略不計(jì)，A置于桌面上使其保持靜止?fàn)顟B(tài)。測(cè)量出擋光片中心到光電門的豎直距離h，釋放物體A后，A向上運(yùn)動(dòng)，測(cè)出擋光片擋光的時(shí)間t，則左右兩側(cè)物體的速度v的大小表達(dá)式為v=（用d、t表示）。（2）如果系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，應(yīng)滿足的關(guān)系式為（用題中的物理量符號(hào)表示）。（3）反復(fù)改變擋光片中心到光電門中心的豎直距離h，記錄擋光片通過光電門時(shí)間t，作出圖像，若圖像是過原點(diǎn)的一條傾斜直線，且直線的斜率為k=，則A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒?！敬鸢浮俊驹斀狻浚?）[1]測(cè)出擋光片擋光的時(shí)間t，則左右兩側(cè)物體的速度v的大小表達(dá)式為（2）[2]根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒可得如果系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，應(yīng)滿足的關(guān)系式為（3）[3]根據(jù)可得可知若圖像是過原點(diǎn)的一條傾斜直線，且直線的斜率為則A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。5．（22-23高一下·山東煙臺(tái)·期末）實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)利用如圖甲所示的裝置驗(yàn)證系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。其中定滑輪左邊懸掛一個(gè)鉤碼，右邊懸掛三個(gè)鉤碼。小組同學(xué)利用該裝置經(jīng)正確操作后打出的紙帶一部分如圖乙所示，他選擇了幾個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)作為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)沒有標(biāo)出，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為f，每個(gè)鉤碼質(zhì)量均為m，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。（1）紙帶中相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T=；（2）為減小測(cè)量誤差，依次測(cè)得計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D到О的距離分別為x1、x2、x3、x4.則打C點(diǎn)時(shí)紙帶的瞬時(shí)速度大小可表示為=；

（3）由以上數(shù)據(jù)可求得，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打點(diǎn)A到C的過程中，如果實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在誤差范圍內(nèi)近似滿足g=，說明系統(tǒng)機(jī)械能守恒。（均用題目中給定字母表示）

【答案】【詳解】（1）[1]相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)沒有標(biāo)出，己知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為f，紙帶中相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為（2）[2]根據(jù)平均速度代替瞬時(shí)速度有（3）[3]同理可知根據(jù)機(jī)械能守恒定律有解得6．（22-23高一下·海南?？凇て谀┠硨?shí)驗(yàn)小組利用如下所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。

(1)已知遮光條的寬度為d，實(shí)驗(yàn)時(shí)將滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門1和光電門2的時(shí)間分別為和，則滑塊經(jīng)過該光電門1和光電門2時(shí)的瞬時(shí)速度分別為和，在本次實(shí)驗(yàn)中還需要測(cè)量的物理量有：鉤碼的質(zhì)量m、滑塊的質(zhì)量M和（文字說明并用相應(yīng)的字母表示）。(2)在滑塊依次經(jīng)過這兩個(gè)光電門的過程中系統(tǒng)減少的重力勢(shì)能為，系統(tǒng)增加的動(dòng)能為，只要兩者在誤差允許范圍內(nèi)相等，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒（用測(cè)量的物理量字母表示）?！敬鸢浮?jī)晒怆婇T之間的距離【詳解】（1）[1][2]由光電門測(cè)速原理可知[3]驗(yàn)證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，在鉤碼從光電門1運(yùn)動(dòng)到光電門2的過程中，鉤碼的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)的動(dòng)能，還需要測(cè)量鉤碼下落的距離即兩光電門之間的距離。（2）[4]在鉤碼從光電門1運(yùn)動(dòng)到光電門2的過程中，鉤碼的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)的動(dòng)能，因此系統(tǒng)減少的重力勢(shì)能為[5]系統(tǒng)增加的動(dòng)能為7．（22-23高一下·寧夏吳忠·期末）吳忠市某中學(xué)甲同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，使重物帶動(dòng)紙帶從靜止開始下落。

（1）下列重物中，最適合本實(shí)驗(yàn)的是。A．

B．

C．

D．

（2）實(shí)驗(yàn)中，他得到如圖所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C，測(cè)得它們到起始點(diǎn)（點(diǎn)與下一點(diǎn)的間距接近）的距離分別為、、。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T。設(shè)重物質(zhì)量為。從打O點(diǎn)到B點(diǎn)的過程中，重物的重力勢(shì)能減少了，動(dòng)能增加了，比較從而驗(yàn)證機(jī)械能是守恒。（用已知字母表示）

（3）接著他又根據(jù)實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)得到某時(shí)刻起重物圖像如圖所示，由圖像可知重物下落的加速度大小是（結(jié)果保留兩位小數(shù)）。當(dāng)他和同北緯37度威海市好友乙同學(xué)交流后，發(fā)現(xiàn)同做此實(shí)驗(yàn)，他得到的總是較小。最合理的理由是：。

【答案】C9.67（9.65-9.70）吳忠市海拔高度較高【詳解】（1）[1]為了減小空氣阻力的影響，重物應(yīng)選擇質(zhì)量較大且可以連接紙帶的重錘。故選C。（2）[2]從打O點(diǎn)到B點(diǎn)的過程中，重物的重力勢(shì)能減少了[3]根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻速度等于該段過程的平均速度，則有從打O點(diǎn)到B點(diǎn)的過程中，動(dòng)能增加了（3）[4]根據(jù)圖像的斜率表示加速度，則由圖像可知重物下落的加速度大小為[5]當(dāng)他和同北緯37度威海市好友乙同學(xué)交流后，發(fā)現(xiàn)同做此實(shí)驗(yàn)，他得到的總是較小，最合理的原因是：吳忠市海拔高度較高。8．（22-23高一下·湖北十堰·期末）黃卓華老師和他的學(xué)生們利用傳感器設(shè)計(jì)“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)；如圖，將質(zhì)量為m、直徑為d的金屬小球由靜止釋放，小球正下方固定一臺(tái)紅外線計(jì)時(shí)器，能自動(dòng)記錄小球擋住紅外線的時(shí)間t，測(cè)出小球釋放點(diǎn)至計(jì)時(shí)器的高度h；改變小球下落高度h，進(jìn)行多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)。此方案驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律方便快捷。小球的質(zhì)量m和直徑d已測(cè)定。

（1）要驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，只要比較；A．與gh是否相等

B．與2gh是否相等C．與gh是否相等

D．與2gh是否相等（2）為直觀判斷小球下落過程中機(jī)械能是否守恒，應(yīng)作下列哪一個(gè)圖像；A．圖像

B．圖像C．圖像

D．圖像（3）若（2）問中的圖像斜率為k，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹椋ㄓ谩癲”、“k”表示，忽略空氣阻力）?！敬鸢浮緿D【詳解】（1）[1]根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理需要驗(yàn)證的關(guān)系為其中故實(shí)際需要驗(yàn)證的關(guān)系為故選D。（2）[2]由實(shí)驗(yàn)原理分析可知，所作圖像為圖像。故選D。（3）[3]若（2）問中的圖像斜率為k，則故9．（22-23高一下·山西太原·期末）某同學(xué)用如圖所示裝置做“驗(yàn)證動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)。適度墊高滑板右側(cè)，未掛鉤碼時(shí)，輕推小車，小車恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng)。懸掛鉤碼后，小車由靜止開始運(yùn)動(dòng)，且鉤碼始終未碰到地面，小車也未觸碰到滑輪，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。

（1）已知小車質(zhì)量為M，鉤碼的質(zhì)量為。（2）如圖是某次實(shí)驗(yàn)中打出紙帶的一部分。O點(diǎn)為打出的第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C為實(shí)際打出的三個(gè)點(diǎn)，打點(diǎn)周期為T。通過測(cè)量，A、B、C三點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為、、，則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)小車的速度為（用題中已知字母表示）。

（3）小車從O點(diǎn)到B點(diǎn)的過程中，驗(yàn)證動(dòng)能定理是否成立的關(guān)系式為（用題中已知字母表示）?！敬鸢浮俊驹斀狻浚?）[1]利用AC兩點(diǎn)間的平均速度進(jìn)行替代，即（3）[2]驗(yàn)證動(dòng)能定理是否成立的關(guān)系是系統(tǒng)減少的重力勢(shì)能與系統(tǒng)增加的重力勢(shì)能是否相等，即10．（22-23高一下·福建福州·期末）某同學(xué)做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)。（1）下圖中A、B、C、D是部分實(shí)驗(yàn)器材，該同學(xué)需選用的器材有。A．

B．

C．

D．

（2）小明選擇一條較為滿意的紙帶如圖所示（交流電頻率為50Hz）。紙帶上A點(diǎn)的讀數(shù)為cm，打下B點(diǎn)時(shí)速度m/s。（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（3）以O(shè)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，選取紙帶上連續(xù)點(diǎn)A、B、C…，測(cè)出O到A、B、C…的距離分別為、、…。選擇A、C兩點(diǎn)計(jì)算出打下B點(diǎn)時(shí)速度。通過比較重力勢(shì)能減少量和動(dòng)能增加量是否相等來驗(yàn)證機(jī)械能守恒。你認(rèn)為小明分析論證的方法是（選填“正確”或“錯(cuò)誤”）的，理由是。

【答案】AB/BA6.401.3錯(cuò)誤重物在O點(diǎn)動(dòng)能不為【詳解】（1）[1]同學(xué)做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)，利用重物自由下落來驗(yàn)證，所以需要的實(shí)驗(yàn)器材是有：鐵架臺(tái)、重物、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、刻度尺、交流電源等。故選AB。（2）[2]由圖可知，刻度尺的最小刻度為，則紙帶上A點(diǎn)的讀數(shù)為。[3]由圖可知，紙帶上C點(diǎn)的讀數(shù)為，由于交流電頻率為50Hz，則相鄰點(diǎn)間的時(shí)間間隔為由中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度可得，打下B點(diǎn)時(shí)速度（3）[4][5]因?yàn)橹匚镌贠點(diǎn)動(dòng)能不為0，所以小明分析論證的方法是錯(cuò)誤的。11．（22-23高一下·山東德州·期末）某同學(xué)利用如圖所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光片的寬度d，用量角器測(cè)出氣墊導(dǎo)軌的傾角；②測(cè)量擋光片到光電門的距離L；③由靜止釋放滑塊，記錄數(shù)字計(jì)時(shí)器顯示擋光片的擋光時(shí)間t；④改變L，測(cè)出不同L所對(duì)應(yīng)的擋光時(shí)間t；⑤用天平測(cè)出滑塊和擋光片的總質(zhì)量m；根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)步驟請(qǐng)回答：（1）滑塊通過光電門時(shí)速度的表達(dá)式（用實(shí)驗(yàn)中所測(cè)物理量符號(hào)表示）。（2）滑塊下滑至光電門的過程中，動(dòng)能的增加量為；重力勢(shì)能的減小量為。（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的多組L、t數(shù)據(jù)，可繪制圖像，圖像的縱坐標(biāo)為，橫坐標(biāo)為L(zhǎng)，如果滑塊下滑過程符合機(jī)械能守恒定律，則圖像應(yīng)為過原點(diǎn)的一條傾斜直線，其斜率為（用d、、g表示）。【答案】【詳解】（1）[1]滑塊通過光電門時(shí)速度的表達(dá)式為（2）[2]滑塊在通過光電門時(shí)的動(dòng)能為所以動(dòng)能的增加量為[3]滑塊下落的高度為重力做功為由重力做功和重力勢(shì)能的關(guān)系可知（3）[4]該過程由動(dòng)能定理有整理有結(jié)合題意以及表達(dá)式可知，其圖像的斜率為12．（22-23高一下·福建福州·期末）小華同學(xué)在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，所用的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作頻率為50Hz。（1）如圖，在釋放紙帶前的瞬間，操作合理的是（選填“甲”或“乙”）；

（2）該同學(xué)按正確操作打出一條紙帶并用毫米刻度尺測(cè)量O點(diǎn)與各連續(xù)點(diǎn)的距離h，如圖。①重物在D點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度m/s（保留3位有效數(shù)字）；②再算出其余各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度v，以h為橫坐標(biāo)，以為縱坐標(biāo)，畫出的圖像應(yīng)是如圖中的。A．

B．

C．

D．

【答案】乙1.76C【詳解】（1）[1]由于重錘速度較快，且運(yùn)動(dòng)距離有限，為了能盡可能多地獲得數(shù)據(jù)，釋放紙帶前的瞬間，重錘應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，故操作合理的是乙。（2）[2]根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻速度等于這段時(shí)間的平均速度，D點(diǎn)的速度為[3]根據(jù)機(jī)械能守恒定律，則有解得可知圖像為過原點(diǎn)的一條傾斜直線，故選C。13．（22-23高一下·廣東韶關(guān)·期末）某實(shí)驗(yàn)小組利用重物下落驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。（1）下圖是四位同學(xué)釋放紙帶瞬間的照片，操作最合理的是。A．

B．

C．

D．

（2）關(guān)于此實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是。A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝時(shí)，要使兩限位孔的中線在同一豎直線上，以減小摩擦阻力B．重物的質(zhì)量可以不測(cè)量C．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先釋放紙帶，后接通電源D．可以利用公式來求解瞬時(shí)速度（3）實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)發(fā)現(xiàn)所做的重物下落實(shí)驗(yàn)誤差較大，操作也不便，于是在老師的指導(dǎo)下利用如圖甲所示的DIS實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)。

a.如圖乙所示，主要由光電門與輕質(zhì)擺桿組成單擺繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)時(shí)，質(zhì)量為的光電門從點(diǎn)靜止下擺，依次經(jīng)過6個(gè)寬度為的遮光片，光電門擺至左邊海綿止動(dòng)閥處被卡住不再回?cái)[，忽略光電門的大小對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。已知擺長(zhǎng)為，當(dāng)擺桿與豎直方向的夾角為（小于90°）時(shí)，光電門經(jīng)過遮光片的時(shí)間為，以圓弧最低點(diǎn)所在平面為參考面，則光電門的勢(shì)能，動(dòng)能（選用字母、、、、表示），然后對(duì)比不同遮光片處勢(shì)能和動(dòng)能之和是否相等。b.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，得到了如題表所示的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，其中動(dòng)能變化的圖像應(yīng)該是（選A、B或者C）。

【答案】AAB/BAB【詳解】（1）[1]實(shí)驗(yàn)釋放紙帶時(shí)，應(yīng)使重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，紙帶處于豎直狀態(tài)，手提著紙帶上端。故選A。（2）[2]A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝時(shí)，要使兩限位孔的中線在同一豎直線上，以減小摩擦阻力，故A正確；B．機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)過程中需要驗(yàn)證是否成立，重物的質(zhì)量可以消去，故重物的質(zhì)量可以不測(cè)量，故B正確；C．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源，后釋放紙帶，故C錯(cuò)誤；D．不可以利用公式來求解瞬時(shí)速度，因?yàn)槔么斯娇梢缘玫胶愠闪?，不能體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，故D錯(cuò)誤。故選AB。（3）[3]根據(jù)題意可知，以圓弧最低點(diǎn)所在平面為參考面，當(dāng)擺桿與豎直方向的夾角為（小于）時(shí)，光電門的勢(shì)能為[4]光電門通過遮光片的速度為則光電門的動(dòng)能為[5]若實(shí)驗(yàn)過程中，光電門的機(jī)械能守恒，則光電門在不同遮光片處勢(shì)能和動(dòng)能之和相等，則隨著高度的降低，勢(shì)能減小，動(dòng)能應(yīng)該增加。故動(dòng)能變化的圖像應(yīng)該是。14．（22-23高一下·吉林·期末）利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長(zhǎng)方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩和一質(zhì)量為m的小球相連，遮光片兩條長(zhǎng)邊與導(dǎo)軌垂直，導(dǎo)軌上B點(diǎn)有一光電門，可以測(cè)量遮光片經(jīng)過光電門時(shí)的擋光時(shí)間t，用d表示A點(diǎn)到光電門B處的距離，b表示遮光片的寬度，將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度，實(shí)驗(yàn)時(shí)滑塊在A處由靜止開始運(yùn)動(dòng)。（1）用刻度尺測(cè)量遮光條寬度，示數(shù)如圖2所示，其讀數(shù)為cm。（2）某次實(shí)驗(yàn)測(cè)得傾角，重力加速度用g表示，滑塊從A處到達(dá)B處時(shí)m和M組成的系統(tǒng)動(dòng)能增加量可表示為，系統(tǒng)的重力勢(shì)能減少量可表示為。（用題中字母M、m、b、t、g、d表示）（3）在上次實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)改變A、B間的距離，作出的圖像如圖3所示，并測(cè)得，則重力加速度?！敬鸢浮?.509.6【詳解】（1）[1]刻度尺的最小刻度為1mm，則寬度b的讀數(shù)為0.50cm。（2）[2][3]由于光電門的寬度b很小，故用很短時(shí)間內(nèi)的平均速度代替瞬時(shí)速度，則滑塊通過光電門B速度為滑塊從A處到達(dá)B處時(shí)m和M組成的系統(tǒng)動(dòng)能增加量為系統(tǒng)的重力勢(shì)能減少量可表示為比較和，若在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等，即可認(rèn)為機(jī)械能是守恒的。（3）[4]根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒有若M=m，則作出圖象，則圖線的斜率則得15．（22-23高一下·河南洛陽·期末）如圖甲所示為“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。

實(shí)驗(yàn)中利用速度傳感器，測(cè)量小球通過圓弧形曲面上各個(gè)點(diǎn)時(shí)的速率。小球的位置高度由右側(cè)刻度尺讀出。小球可以看作質(zhì)點(diǎn)，拴小球的輕繩不可伸長(zhǎng)，小球和圓弧形曲面靠近但不接觸，小球運(yùn)動(dòng)過程中與速度傳感器不相碰，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。（1）關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是()A．要驗(yàn)證機(jī)械能守恒必須選最低點(diǎn)為零勢(shì)能面B．要驗(yàn)證機(jī)械能守恒必須測(cè)出小球的質(zhì)量mC．要驗(yàn)證機(jī)械能守恒最好選用密度大體積小的小球（2）實(shí)驗(yàn)中小球的速度v和下降的高度差Δh的關(guān)系v2-Δh如乙圖。若擺動(dòng)過程中機(jī)械能守恒，已知該直線的斜率為k，則當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間=。（3）圖丙中圖線2表示()A．勢(shì)能Ep隨高度h的變化圖像

B．動(dòng)能Ek隨高度h的變化圖像（4）如圖丙所示為實(shí)驗(yàn)得到的機(jī)械能E、動(dòng)能Ek和勢(shì)能Ep隨高度h的三條變化圖線，g取10m/s2，由圖像可得知該小球運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能（填“守恒”或“不守恒”），小球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為m/s（可以用方根表示）【答案】CA守恒【詳解】（1）[1]A．本實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證機(jī)械能守恒，即重力勢(shì)能的減小量等于動(dòng)能的增加量，不需要選取參考平面，故A錯(cuò)誤；B．若小球機(jī)械能守恒，則小球的質(zhì)量可以約去，所以不需要測(cè)出小球的質(zhì)量，故B錯(cuò)誤；C．要驗(yàn)證機(jī)械能守恒最好選用密度大體積小的小球，減小阻力影響，故C正確。故選C。（2）[2]根據(jù)機(jī)械能守恒可得所以所以（3）[3]小球運(yùn)動(dòng)過程中重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，機(jī)械能不變，所以圖線1表示動(dòng)能、圖線2表示重力勢(shì)能、圖線3表示機(jī)械能隨高度h的變化圖像。故選A。（4）[4]由圖線可知，小球運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒；[5]小球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)，有由圖線2可得兩式聯(lián)立可得16．（22-23高一下·內(nèi)蒙古包頭·期末）某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，在動(dòng)滑輪的下方懸掛重物A、定滑輪的下方懸掛重物B，重物B上固定一遮光條，遮光條的寬度為d，已知重物B與遮光條的質(zhì)量是重物A的2倍，懸掛滑輪的輕質(zhì)細(xì)線始終保持豎直，滑輪的質(zhì)量忽略不計(jì)。

（1）開始時(shí)，繩繃直，重物A、B處于靜止?fàn)顟B(tài)。釋放后，A、B開始運(yùn)動(dòng)，測(cè)出遮光條通過光電門的時(shí)間t，則重物B經(jīng)過光電門時(shí)的速度為，此時(shí)重物A的速度為（用題中所給的字母表示）。（2）測(cè)得開始釋放時(shí)遮光條中心到光電門中心之間的高度為h，測(cè)得遮光時(shí)間為t。如果系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，應(yīng)滿足的關(guān)系式為（已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮間，用實(shí)驗(yàn)中所測(cè)得的物理量的字母表示）?！敬鸢浮浚驹斀狻浚?）[1]該實(shí)驗(yàn)中用到了光電門，利用遮光條通過光電門的時(shí)間計(jì)算出遮光條通過光電門的平均速度，從而用該平均速度來代替瞬時(shí)速度，因此可得重物B經(jīng)過光電門時(shí)的速度為[2]重物A由動(dòng)滑輪連接，根據(jù)該連接體的連接方式可知，連接重物B的繩子的伸長(zhǎng)量是重物A上升距離的2倍，因此可得重物A的速度為（2）[3]設(shè)重物A的質(zhì)量為，則重物B及遮光條的總質(zhì)量為，根據(jù)以上分析可知，若該系統(tǒng)機(jī)械能守恒，則應(yīng)有整理可得17．（22-23高一下·云南迪慶·期末）某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置做驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)，能較好地消除空氣阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。已知橡膠球的質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)牛頓管豎直固定在鐵架臺(tái)上，光電門固定在牛頓管的外側(cè)，緊貼牛頓管外側(cè)固定有一刻度尺（圖中未畫出），啟動(dòng)抽氣泵，將牛頓管內(nèi)的空氣抽出；（2）用刻度尺測(cè)出橡膠球從靜止釋放的位置到光電門的豎直高度h，記錄橡膠球通過光電門的擋光時(shí)間，已知橡膠球的直徑為d，則橡膠球通過光電門的速度（用d和表示）；（3）若關(guān)系式成立（用上面測(cè)得數(shù)據(jù)符號(hào)表示），說明橡膠球下落過程中機(jī)械能守恒；（4）若牛頓管內(nèi)的空氣未抽完，則橡膠球下落過程中增加的動(dòng)能（填“大于”或“小于”）減少的重力勢(shì)能?！敬鸢浮啃∮凇驹斀狻浚?）[1]橡膠球通過光電門的速度為（3）[2]如果機(jī)械能守恒，則有整理得（4）[3]若牛頓管內(nèi)的空氣未抽完，則橡膠球下落過程中將損失一部分機(jī)械能，導(dǎo)致增加的動(dòng)能小于減少的重力勢(shì)能。18．（22-23高一下·福建泉州·期末）在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。

（1）實(shí)驗(yàn)中的重物應(yīng)選用圖2中的；（填“①”、“②”或“③”）（2）電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源選用；（填“220V交流電源”或“學(xué)生交流電源4V~6V”）（3）如圖3，釋放紙帶前的瞬間，重錘和手的位置合理的是（“A”、“B”、“C”或“D”）；（4）如圖4，某同學(xué)用正確的方法獲得了一條紙帶，并以起點(diǎn)為記數(shù)點(diǎn)O，隔一段距離，取連續(xù)點(diǎn)為記數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F，如圖所示。已知重錘的質(zhì)量為0.2kg，則電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下E點(diǎn)時(shí)，重錘的重力勢(shì)能減少量J；（取重力加速度g=9.8m/s2，計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字），由于受阻力的影響，重錘增加的動(dòng)能與減少的重力勢(shì)能的大小關(guān)系為（選填“大于”、“小于”或“等于”）。【答案】①學(xué)生交流電源4V﹣6VC0.14小于【詳解】（1）[1]實(shí)驗(yàn)中的重物應(yīng)選用圖2中的帶有橡皮墊的鉤碼①；（2）[2]電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源選用學(xué)生交流電源4V~6V；（3）[3]如圖3，釋放紙帶前的瞬間，重錘要靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器且紙帶保持豎直，即重錘和手的位置合理的是C；（4）[4]電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下E點(diǎn)時(shí)，重錘的重力勢(shì)能減少量[5]由于受阻力的影響，重錘增加的動(dòng)能與減少的重力勢(shì)能的大小關(guān)系為小于。19．（22-23高一下·海南省直轄縣級(jí)單位·期末）某同學(xué)在做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，將一小球拴接在細(xì)繩的一端，另一端固定在O點(diǎn)，使小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，并在小球經(jīng)過的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)處固定兩個(gè)光電門，如圖甲所示。已知小球的直徑為d，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹椤Ｕ?qǐng)回答下列問題：

（1）該同學(xué)為了完成實(shí)驗(yàn)，測(cè)量了小球經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí)的擋光時(shí)間為，小球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)的擋光時(shí)間，則通過最高點(diǎn)的速度大小為；（用上述測(cè)量量和已知量的字母表示）（2）還需測(cè)量的物理量有（填選項(xiàng)）；A．小球的質(zhì)量

B．細(xì)繩的長(zhǎng)度

（3）如果該過程中小球的機(jī)械能守恒，在誤差允許的范圍內(nèi)，則關(guān)系式成立。（用上述測(cè)量量和已知量的字母表示）（4）寫出一點(diǎn)產(chǎn)生誤差的主要原因：?！敬鸢浮緽；見解析【詳解】（1）[1]小球通過光電門的時(shí)間極短，可用平均速度替代瞬時(shí)速度，則通過最高點(diǎn)的速度大小為（2）[2]實(shí)驗(yàn)中要通過重力勢(shì)能減少量和動(dòng)能增加量相等驗(yàn)證機(jī)械能守恒，重力勢(shì)能減少量和動(dòng)能增加量中都含有小球質(zhì)量m，故不需要測(cè)量小球質(zhì)量，重力勢(shì)能變化量需要測(cè)量小球位置變化的高度差，故需要測(cè)量細(xì)繩的長(zhǎng)度，故選B；（3）[3]從最高點(diǎn)到最低點(diǎn)，重力勢(shì)能的減少量為小球通過最低點(diǎn)的速度為動(dòng)能變化量為實(shí)驗(yàn)中如果有即則在誤差允許的范圍內(nèi)，機(jī)械能守恒；（4）實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的主要原因：阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，小球直徑對(duì)測(cè)量速度的影響、細(xì)線長(zhǎng)度的測(cè)量誤差等。20．（22-23高一下·重慶江津·期末）某小組同學(xué)用如圖1所示的DIS二維運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究擺球在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能的轉(zhuǎn)化和守恒（忽略空氣阻力）。實(shí)驗(yàn)時(shí)，使發(fā)射器（相當(dāng)于擺球）偏離平衡位置后由靜止釋放，使其在豎直平面內(nèi)擺動(dòng)。系統(tǒng)每隔0.02s記錄一次發(fā)射器的位置，多次往復(fù)運(yùn)動(dòng)后，在計(jì)算機(jī)屏幕上得到的發(fā)射器在豎直平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖2所示。當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.8m/s2）

（1）圖2中最低點(diǎn)B點(diǎn)的速度最高點(diǎn)A點(diǎn)的速度（選填“大于”、“等于”或“小于”）；（2）在運(yùn)動(dòng)軌跡上選取適當(dāng)區(qū)域，系統(tǒng)即可計(jì)算出擺球在所選區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)的重力勢(shì)能、動(dòng)能，并繪出對(duì)應(yīng)的圖線（取最低點(diǎn)B所在水平面重力勢(shì)能為0）如圖3所示。結(jié)合圖2和圖3綜合分析，圖3中t=0時(shí)刻對(duì)應(yīng)圖2中的點(diǎn)（選填“A”或“B”）；

（3）圖3中的C點(diǎn)對(duì)應(yīng)在圖2中圓弧軌跡AB上的某一點(diǎn)，該點(diǎn)在。A．圓弧AB中點(diǎn)的左側(cè)B．圓弧AB中點(diǎn)的右側(cè)C．圓弧AB的中點(diǎn)D．信息不夠，不能確定【答案】大于BA【詳解】（1）[1]A點(diǎn)是位移最大值的點(diǎn)，速度為0，B點(diǎn)動(dòng)能最大，速度最大，B點(diǎn)的速度大于A點(diǎn)的速度。[2]在0時(shí)刻，動(dòng)能最大，則對(duì)應(yīng)圖2中的B點(diǎn)。[3]C點(diǎn)為重力勢(shì)能和動(dòng)能相等的點(diǎn)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得得說明此時(shí)高度是最大高度的一半，可知C點(diǎn)在圓弧AB中點(diǎn)的左側(cè)。故選A。21．（22-23高一下·北京海淀·期中）驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律也可以有其他多種的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。方案一：甲同學(xué)用如圖所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，細(xì)線的一端拴一個(gè)金屬小球，另一端連接固定在天花板上的拉力傳感器，傳感器可記錄小球在擺動(dòng)過程中細(xì)線拉力的大小。將小球拉至圖示位置，由靜止釋放小球，發(fā)現(xiàn)細(xì)線拉力在小球擺動(dòng)的過程中做周期性變化。（1）若細(xì)線的長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于小球的直徑，為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，該小組不需要測(cè)出的物理量是；（填入選項(xiàng)前的序號(hào)）A．釋放小球時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角α

B．細(xì)線的長(zhǎng)度LC．小球的質(zhì)量mD．細(xì)線拉力的最大值FE．當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭（2）根據(jù)上述測(cè)量結(jié)果，小球動(dòng)能的最大值的表達(dá)式為。（3）小球從靜止釋放到最低點(diǎn)過程中，滿足機(jī)械能守恒的關(guān)系式為（用上述測(cè)定的物理量的符號(hào)表示）。方案二：乙同學(xué)想用下圖所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。他將一條輕質(zhì)細(xì)繩跨過定滑輪，繩的兩端各系一個(gè)小球a和b，b球的質(zhì)量是a球的3倍，用手托住b球，a球靜止于地面。當(dāng)繩剛好被拉緊時(shí)，釋放b球。他想僅利用刻度尺這一測(cè)量工具驗(yàn)證b球落地前瞬間兩球的機(jī)械能之和與釋放時(shí)相等。（4）請(qǐng)寫出他需要測(cè)量的物理量及其符號(hào)，以及這些物理量應(yīng)滿足的關(guān)系式?！敬鸢浮緽需要測(cè)量的物理量：釋放時(shí)b球距離地面的高度h1和a球上升的最高點(diǎn)距地面的高度h2；這些物理量應(yīng)滿足的關(guān)系式為【詳解】（1）[1]小球下擺過程機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律得在最低點(diǎn)，細(xì)線的拉力與小球的重力的合力提供向心力，由牛頓第二定律得解得實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量釋放小球時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角，小球的質(zhì)量m，細(xì)線拉力的最大值F，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭，不需要測(cè)量細(xì)線的長(zhǎng)度L，故選B；（2）[2]根據(jù)上述測(cè)量結(jié)果，小球動(dòng)能的最大值的表達(dá)式為（3）[3]小球從靜止釋放到最低點(diǎn)過程中，滿足機(jī)械能守恒的關(guān)系式為（4）[4]需要測(cè)量的物理量：釋放時(shí)b球距離地面的高度h1和a球上升的最高點(diǎn)距地面的高度h2；b球落地前瞬間兩球的機(jī)械能之和為，釋放時(shí)的機(jī)械能為，可知若b球落地前瞬間兩球的機(jī)械能之和與釋放時(shí)相等，則這些物理量應(yīng)滿足的關(guān)系式為22．（22-23高一下·安徽阜陽·期末）如圖是一物理興趣小組利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置。

（1）實(shí)驗(yàn)操作如下：①測(cè)量出滑塊的質(zhì)量為，鉤碼的質(zhì)量為，遮光片的寬度為；②氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上，將導(dǎo)軌調(diào)至水平；③讓滑塊在鉤碼的作用下運(yùn)動(dòng)起來，重力加速度為；④測(cè)出滑塊由靜止釋放的位置和光電門之間的距離，遮光片通過光電門的時(shí)間為；⑤改變釋放點(diǎn)的位置，測(cè)量出多組、數(shù)據(jù)。（2）用圖像法處理數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)所描繪出的圖像是一條傾斜直線。①應(yīng)該采用下列哪種圖像()A．

B．

C．

D．②若該圖像的斜率（用含有M、m、g、d的式子表示），則說明該過程系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。（3）該小組某次的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為，，，，，取，則系統(tǒng)動(dòng)能增加量為J，系統(tǒng)的重力勢(shì)能減少量為J；兩者的相對(duì)偏差%，如果，則可認(rèn)為本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律。（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）【答案】D0.2340.2454.49【詳解】（2）①[1]通過光電門的速度為由可得應(yīng)該采用圖像，故選D。②[2]由上式知?jiǎng)t說明該過程系統(tǒng)的機(jī)械能守恒（3）[3]系統(tǒng)動(dòng)能增加量為[4]系統(tǒng)的重力勢(shì)能減少量為[5]兩者的相對(duì)偏差23．（22-23高一下·江西南昌·期末）實(shí)驗(yàn)小組用圖所示的裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)，框架上裝有兩個(gè)光電門，光電門1可上下移動(dòng)、光電門2固定；框架的豎直部分貼有刻度尺，零刻度線在上端，可直接讀出光電門1、2到零刻度線的距離x1、x2；框架水平部分安裝了電磁鐵，將質(zhì)量為m、直徑為d的小鐵球吸住，小鐵球剛好處于零刻度線位置。一斷電，小鐵球由靜止下落，先后經(jīng)過兩個(gè)光電門時(shí)，測(cè)出其通過兩個(gè)光電門1和光電門2的時(shí)間分別為和，重力加速度為g，回答下面問題：

（1）小鐵球經(jīng)過光電門1時(shí)的速度表達(dá)式為；（2）分別用、表示小鐵球從光電門1到光電門2的重力勢(shì)能減小量和動(dòng)能增加量，則重力勢(shì)能減小量的表達(dá)式為：=；（3）實(shí)驗(yàn)小組測(cè)得，，當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，多次改變光電門1的位置，得到多組數(shù)據(jù)記錄如下表所示，以為縱坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)，繪出圖像；

次數(shù)（cm）（J）（ms）（ms）（J）15.0017.648.063.2016.45210.0015.687.153.2114.64320.0011.765.823.2013.62430.007.844.073.217.36540.003.923.613.213.80（4）實(shí)驗(yàn)小組由此判斷在誤差范圍內(nèi)，小鐵球的機(jī)械能守恒，你認(rèn)為他們判斷的依據(jù)是：所得的圖線（準(zhǔn)確說明所得圖線的特點(diǎn)）；（5）當(dāng)實(shí)驗(yàn)小組做完實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)忘記記錄光電門2在刻度尺上對(duì)應(yīng)的讀數(shù)，則根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知x2應(yīng)該為。【答案】

是過原點(diǎn)的直線，且斜率約為150.00cm【詳解】（1）[1]小鐵球經(jīng)過光電門1時(shí)的速度表達(dá)式為（2）[2]重力勢(shì)能減小量的表達(dá)式為（3）[3]繪出圖像如圖

（4）[4]若鐵球的機(jī)械能守恒，則。即圖像是過原點(diǎn)的直線，且斜率約為1；（5）[5]根據(jù)可得當(dāng)x1=40cm時(shí)代入可得x2=50.00cm24．（22-23高一下·貴州黔西·期末）如圖甲所示的裝置叫阿特伍德機(jī)，是英國(guó)數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家阿特伍德創(chuàng)制的一種著名力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，用來研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。某同學(xué)