某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。弧形轨道末端水平，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

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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。弧形轨道末端水平，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）若轨道完全光滑，s²与h的理论关系应满足s²=____________（用H、h表示）。
（2）该同学经实验测量得到一组数据，如下表所示：

请在坐标纸上作出s²一h关系图。

（3）对比实验结果与理论计算得到的s²一h关系图线（图中已画出），自同一高度静止释放的钢球，水平抛出的速率____________（填“小于”或“大于”）理论值。
（4）从s²一h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著，你认为造成上述偏差的可能原因是_______________________。

答案

（1）4Hh（2）

（3）小于
（4）摩擦，转动（回答任一即可）

举一反三

“用DIS研究机械能守恒定律”的实验中，用光电门测定摆锤在某一位置的瞬时速度，从而求得摆锤在该位置的动能，同时输入摆锤的高度（实验中A、B、C、D四点高度为0.150m、0.100m、0.050m、0.000m，已由计算机默认），求得摆锤在该位置的重力势能，进而研究势能与动能转化时的规律。

（1）实验时，把           点作为零势能点，光电门应分别放在            点上，以便分别测出小球经过这些点时的速度。
（2）实验测得D点的机械能明显偏小，造成这个误差的原因可能是         。
A．摆锤释放的位置高于A点
B．摆锤释放的位置在AB之间
C．摆锤在A点不是由静止释放的
D．光电门没有放在D点

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实验“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如下图a所示，某组同学在一次实验中，选择DIS以图象方式显示实验的结果，所显示的图象如下图b所示。图象的横轴表示小球距D点的高度h，纵轴表示摆球的重力势能E_P、动能E_K或机械能E，图b的图象中，表示小球的重力势能E_P、动能E_K或机械能E随小球距D点的高度h变化关系的图线分别是

[ ]
A．丙、乙、甲
B．乙、甲、丙
C．甲、乙、丙
D．丙、甲、乙

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如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图。

（1）某同学按照正确操作选的纸带如图所示，其中O是起始点，A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的5个点，打点频率为50Hz，该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离，并记录在图中（单位：cm），重锤的质量为m=0.1kg，重力加速度g=9.80m/s²。根据以上数据当打点计时器打到D点时，重物重力势能的减少量为 J，动能的增加量为 J。（要求计算数值保留三位有效数字）
（2）该装置也可用于精度要求不是很高的重力加速度g的测量，依据第（2）问中选取的纸带可计得重力加速度g= m/s²。（要求计算数值保留三位有效数字）

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如图甲所示是用重锤做自由落体运动来“验证机械能守恒定律”的实验装置。

（1）为了减小实验误差，下列措施可行的是___________；
A．重锤选用体积较大且质量较小的
B．重锤选用体积较小且质量较大的
C．打点计时器应固定在竖直平面内
D．应先放手让重锤拖着纸带运动，再通电让打点计时器工作
（2）某同学选取了一条纸带进行测量研究。他舍去了这条纸带上前面比较密集的点，对后面间距较大的且相邻的六个点进行了如图乙所示的测量。已知当地的重力加速度为g，使用的交变电源周期为T，则要验证机械能守恒的表达式为___________（用x₁、x₂、x₃、T、g表示）。
（3）某同学实验计算结果时发现重物重力势能的减少量ΔE_p略大于动能的增加量ΔE_k，本实验中引起误差的主要原因是___________。

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利用重锤自由下落验证机械能守恒定律时，某同学选择了以下器材重锤、电火花打点计时器（用铁架台和铁夹固定）、纸带、4V低压交流电源、天平、刻度尺、导线。
（1）你认为有不妥或不对的请纠正：______________________________。
（2）该同学改选了正确的器材后，按照正确的操作得到一条纸带如下。其中O是起始点（可认为速度为零），A、B、C是打点计时器连续打下的3个点（O与A之间还有若干打点）。测得O到A、B、C各点的距离x_A、x_B、x_C。重锤的质量用m表示，使用的交变电源周期为T，当地的重力加速度为g．

该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，他用AC段的平均速度作为跟B点对应的物体的即时速度，则该段重锤动能的增加量为________，重力势能的减少量为_______。这样验证的结果发现，重力势能的减少量_________动能的增加量（填“大于”、“等于”或“小于”），原因是_______________________________。

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