用如图所示的装置验证小球做自由落体运动时机械能守恒，图中O为释放小球的位置，A、B、C、D为固定速度传感器的位置且与O在同一条竖直线上。（1）若当地重力加速度为

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用如图所示的装置验证小球做自由落体运动时机械能守恒，图中O为释放小球的位置，A、B、C、D为固定速度传感器的位置且与O在同一条竖直线上。

（1）若当地重力加速度为g，还需要测量的物理量有__________。
A．小球的质量m
B．小球下落到每一个速度传感器时的速度v
C．小球下落到每一个速度传感器时下落的高度h
D．小球下落到每一个速度传感器时所用的时间t
（2）作出v²—h图象，由图象算出其斜率k，当k=____________可以认为小球下落过程中机械能守恒。
（3）写出对减小本实验误差有益的一条建议：_______________________________________
________________________。

答案

（1）B C（2）2g（3）相邻速度传感器间的距离适当大些；选用质量大、体积小的球做实验等。

解析

试题分析：（1）机械能守恒的关系式

，所以不需要测量物体的质量，A错；需要测量小球下落到每一个速度传感器时的速度v，B对；和小球下落到每一个速度传感器时下落的高度h，C对；不需要测量运动时间t，D错；
（2）由以上公式可知

，所以图像的斜率表示2g
（3）减小实验误差的方法有相邻速度传感器间的距离适当大些；选用质量大、体积小的球做实验等
点评：本题难度中等，理解本实验的实验原理，从公式

出发，判断一系列问题

举一反三

在《验证机械能守恒定律》的实验中，质量为m的重锤从高处由静止开始下落，重锤拖着的纸带通过打点计时器打出一系列点，对纸带上的点进行测量,就可以验证机械能守恒定律.
（1）如图所示,选取纸带上打出的连续A、B、C、D、E五个点，测出A点距起始点O的距离为s₀，点A、C间的距离为s₁，点C、E间的距离为s₂，交流电的频率为f，用以上给出的已知量写出C点速度的表达式:v_c= ；在OC这段时间内，重锤的重力势能的减少量为；利用这个装置还可以测量重锤下落的加速度，则加速度的表达式为a=

（2）某同学上交的实验报告显示重锤的动能增加量略小于重锤的势能减少量，则出现这一问题的原因能是            (填序号)．
A、重锤的质量测量错误          B、该同学自编了实验数据
C、交流电源的频率不等于50Hz    D、重锤下落时受到的阻力过大

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在“探究平抛运动的运动规律”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：
A．让小球多次从________位置上滚下，在一张印有小方格的纸上记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置，如图3中的a、b、c、d所示．
B．按图安装好器材，注意斜槽末端________，记下平抛初位置O点和过O点的竖直线．
C．取下白纸以O为原点，以竖直线为y轴建立平面直角坐标系，用平滑曲线画出小球做平抛运动的轨迹．

图3 图4
(1)完成上述步骤，将正确的答案填在横线上．
(2)上述实验步骤的合理顺序是________．
(3)已知图3中小方格的边长L＝2.5 cm，则小球平抛的初速度为v0＝________m/s，小球在b点的速率为________m/s.(取g＝10m/s²)

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某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。桌面离地面的高度为H，将钢球从轨道的不同高度h处静止释放，钢球的落点距轨道末端的水平距离为s。

（1）关于该实验，下列说法中正确的是______。
A．该装置中轨道必须尽可能光滑
B．该装置中轨道末端必须水平
C．该实验中必须测量钢球的质量
D．该实验中钢球也可换成密度很小的塑料球
（2）该实验验证钢球在下列哪段运动过程中的机械能守恒？________
A．在轨道上运动阶段 B．平抛运动阶段 C．从释放到着地的整个运动阶段
（3）若轨道完全光滑，s²与h的理论关系应满足s²=_______（用H、h表示）。
（4）实际测得的s²总是比（3）中理论值_______。（填“大”或“小”）
（5）写出一条造成（4）中差异的原因：________________________。

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某同学为了测定一根轻弹簧压缩到最短时具有的弹性势能的大小，将弹簧的一端固定在光滑水平桌面上，桌面离地面的高度为h，如图所示，用已知质量为m的钢球将弹簧压缩至最短，而后突然释放，弹簧的弹性势能转化为钢球的动能，钢球将沿水平方向飞出桌面，实验时

（1）还需要测定的物理量是____ ；
（2）计算弹簧最短时弹性势能的关系式是

＝。

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“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图所示的(甲)或(乙)方案来进行。

（1）比较这两种方案，_____    (填“甲”或“乙”)方案好些，主要理由是       。
（2）某小组的同学选用图甲的方案实验，进行了如下操作,其中错误的是    。
A．将打点计时器竖直固定在铁架台上。
B．将长约0.5m的纸带用小夹子固定在重物上后穿过打点计时器，用手提着纸带，使重物静止在靠近打点计时器的地方。
C．先松开纸带，再接通电源，让重物自由下落，打点计时器就在纸带上打下一系列的点。
D．换几条纸带，重复上面实验。
E．在打出的纸带中挑选第一、第二两点间距接近2mm，且点迹清楚的纸带进行测量，先记下O点（第一个点）的位置，再从后面较清晰的任意点开始依次再取四个计数点A、B、C、D，求出相应位置对应的速度及其下落的高度。
F．将测量数据及计算结果填入自己设计的表格中。
G．根据以上测得数据计算重力势能的减少量和对应的动能的增加量，验证机械能守恒定律。
（3）选出一条纸带如图所示，其中O点为起点，A、B、C为三个计数点，打点计时器打点周期为0.02s，用最小刻度为mm的刻度尺，测得OA=11.13cm，OB=17.69cm，OC=25.9cm。这三个数字中不符合有效数字要求的是         ，重锤的质量为m=0.2kg，根据以上数据，求当打点针打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了            J；这时它的动能增加量是         J。（g取10m/s²，结果保留三位有效数字）

（4）实验中往往出现重锤动能的增加量小于重力势能的减少量的情况，其主要原因是。

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