小球自由下落时，记录小球每隔相同时间的位置有以下两种方式：一种是图（a）所示的频闪照相记录，另一种是图（b）所示的利用打点计时器记录．两种记录方式都能用来验证机

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小球自由下落时，记录小球每隔相同时间的位置有以下两种方式：一种是图（a）所示的频闪照相记录，另一种是图（b）所示的利用打点计时器记录．两种记录方式都能用来验证机械能守恒定律，但两种方式相比，图（a）比图（b）的______误差更小（选填“偶然”或“系统”）；图（a）中所标数据为小球自A点释放后频闪仪每隔T=0.04s闪光一次，各时刻的位置到A的距离，单位为厘米，验证图（a）中小球自A到E过程中的机械能守恒，还需要知道小球到达E处的速度，此速度有两种计算方式：第一种是根据自由落体速度公式v=gt求得（g为当地重力加速度），第二种是利用v=

xDF

求得，应选第______种．

答案

由于打点计时器限位孔与纸带间有摩擦，会对实验造成误差，该误差无法避免，属于系统误差，频闪照相系统误差更小．
该实验是验证机械能守恒定律的实验，不能把重物看成自由落体运动，再运用自由落体的规律求解速度，那么就不需要验证了，正确的方法是第二种．
故答案为：系统，二．

举一反三

在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在6V、50Hz的交流电源上，自由下落的重锤质量为1kg，打下一条理想的纸带如图所示，取g=9.8m/s²，O为始起点，则：
（1）打点计时器打B点时，重锤下落的速度V_B=______m/s，
（2）从始起点O到打B点的过程中，重锤的重力势能减少量
△E_p=______J，动能的增加量△E_k=______J（保留两位有效数字）．△E_p＞△E_k的原因是______．

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如图1所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以测定重力加速度．
（1）所需器材有：电火花打点计时器、纸带、墨粉纸盘、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需______（填字母代号）中的器材．
A．直流电源B．天平及砝码C．交流电源D．毫米刻度尺
（2）下列实验操作步骤正确的是______
A．实验所用的重物可用实心泡沫球
B．应调整打点计时器，使其两限位孔连线在竖直方向
C．实验时应先使重物靠近打点计时器再释放，释放后再接通电源
（3）实验中得到的一条纸带如图2所示，从比较清晰的点起，每2个打印点取一个点作为计数点，分别标明0，1，2，3，4．测得x₁=30.0mm，x₂=45.4mm，x₃=60.8mm，x₄=76.2mm，则物体在打下点2时的速度大小为______m/s．物体的加速度大小为______m/s²．该实验中测得的重力加速度偏小，其主要原因是______．

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某同学利用光电门传感器设计了一个研究小球自由下落时机械能是否守恒的实验，实验装置如图1所示，图中A、B两位置分别固定了两个光电门传感器．

（1）如图2所示，实验时用20分度游标卡尺测得小球直径为d=______cm；
（2）小球通过A的挡光时间为t₁，通过B的挡光时间为t₂．
（3）用刻度尺测出光电门A、B间的距离h，已知当地的重力加速度为g，只需比较______是否相等，就可以证明在自由落体过程中小球的机械能是守恒的（用题目中涉及的物理量符号表示）．
（4）为减小实验误差，可采取的方法是______．
A．增大两挡光片宽度dB．减小两挡光片宽度d
C．增大两挡光片间距hD．减小两挡光片间距h．

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利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中
（1）下面叙述正确的是______
A．应该用天平称出物体的质量
B．应该选用点迹清晰，特别是第一点没有拉成长条的纸带
C．操作时应在接通电源的同时放开纸带
D．打点计时器应接在电压为4～6V的直流电源上
（2）实验桌上有下列器材可供选用：铁架台、电磁打点计时器、复写纸、纸带、秒表、低压交流电源（带开关）、导线、天平、刻度尺．其中不必要的器材有______，缺少的器材有______．

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在“验证机械能守恒定律”实验中，

I．第一组同学用打点计时器按照图1所示装置进行实验，则
（1）对于自由下落的重物，下述选择的条件哪种更为有利？______
A．只要足够重就可以．
B．只要体积足够小就可以．
C．既要足够重，又要体积非常小．
D．因为不需要知道动能和势能的具体数值，不需要测量重物的质量，所以对重物可任意选择．
（2）已知打点计时器所用电源的频率为50Hz．查得当地的重力加速度g=9.80m/s²，测得所用的重物的质量为1.00kg．实验中得到一条点迹清晰的纸带，如图2所示，把第一个点记作O，在纸带上另取连续4个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm．根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能减少量等于______J，动能的增加量等于______J．（取3位有效数字）
II．第二组同学利用图3所示的实验装置，验证钩码和滑块所组成的系统从由静止释放到通过光电门这一过程机械能守恒．实验开始时，气轨已经调成水平状态．
（1）已知遮光条的宽度为d，实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间为t，则滑块经过光电门时的速度为______．
（2）在本次实验中还需要测量的物理量有（文字说明并用相应的字母表示）：钩码的质量m、______和______．
（3）本实验通过比较______和______（用测量的物理量符号表示）在实验误差允许的范围内是否相等，从而验证系统的机械能是否守恒．

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