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

某同学利用“验证机械能守恒定律”的实验装置探究重锤的速度随时间的变化规律。使用交流电源的频率为50Hz，让重锤自由下落，在纸带上打出了一系列的点，每相邻两计数点间还有4个打下的点（图中未标出），打下图中D点时纸带的速度v_D＝__________m/s （保留三位有效数字），该同学处理纸带后得数据如表，请在坐标纸上作出其v-t图象。若该同学根据图线测出的重力加速度明显小于当地实际的重力加速度，试分析可能的原因：

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利用图1装置验证机械能守恒定律。
（1）打点计时器应接______________（填“交流”或“直流”）电源。
（2）实验部分步骤如下：
A．按图1装置沿竖直方向固定好打点计时器，把纸带下端挂上重物，穿过打点计时器。
B．将纸带下端靠近打点计时器附近静止，_______________，______________打点计时器在纸带上打下一系列的点。
C．图2为打出的一条纸带，用________________测出A、B、C与起始点O之间的距离分别为h₁，h₂，h₃。

（3）设打点计时器的周期为T，重物质量为m，重力加速度为g，则重物下落到B点时的速度

________________。研究纸带从O下落到B过程中增加的动能

________________，减少的重力势能

_________________。
（4）由于纸带受到的摩擦，实验测得的

____________

（填“大于”或“小于”）。

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某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒。

（1）实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，利用现有器材如何判断导轨是否水平？ ___________________________________________________。
（2）如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d=____________cm；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Δt=1.2×10^-2 s，则滑块经过光电门时的瞬时速度为____________m/s。在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、____________和____________（文字说明并用相应的字母表示）。

（3）本实验通过比较____________和____________在实验误差允许的范围内相等（用测量的物理量符号表示），从而验证了系统的机械能守恒。

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某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。频闪仪每隔0.05s闪光一次，图中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表（当地重力加速度取9.8m/s² ，小球质量m=0.2kg，结果保留三位有效数字）：

（1）由频闪照片上的数据计算t₅时刻小球的速度v₅=____________m/s；
（2）从t₂到t₅时间内，重力势能增量

E_p= ____________J，动能减少量

E_k= ____________J；
（3）在误差允许的范围内，若

E_p与

E_k近似相等，从而验证了机械能守恒定律。由上述计算得

E_p____________

E_k（选填“＞”、“＜”或“=”），造成这种结果的主要原因是________________________。

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某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象。

（1）实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的Δt₁____________Δt₂（选填“＞”、“=”或“＜”）时，说明气垫导轨已经水平。
（2）用螺旋测微器测遮光条宽度d，测量结果如图丙所示，则d =____________mm。
（3）滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示，若Δt₁、Δt₂和d已知，要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，还应测出____________和____________（写出物理量的名称及符号）。
（4）若上述物理量间满足关系式____________，则表明在上述过程中，滑块和砝码组成的系统机械能守恒。

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