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题型：实验探究题题类：常考题难易度：普通

安徽省”皖南八校“2019-2020学年高三上学期物理摸底考试试卷

为验证物体自由落体过程中的机械能守恒，某同学利用DIS设计了一个实验，实验装置如图甲所示，A为电磁铁，B为光电门，有一直径为d、质量为m的金属小球通过电磁铁从A处由静止释放，下落过程中能通过A处正下方固定于B处的光电门，测得A、B间的高度差为H，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g，且小球直径d远小于H．则：

（1）、用螺旋测微器测得小球的直径d如图乙所示，则d=mm；

（2）、若小球经过光电门的时间t=0.00251s，则速度v_B=m/s（结果保留两位有效数字）；

（3）、多次改变H，重复上述实验，作出 $\text{[math]}$ -H图象如图丙所示，若小球下落过程中机械能守恒，则图线斜率k=（用已知量g、d表示）；

（4）、实验发现小球动能增加量△E_k总是稍小于重力势能减少量△E_p ，增加下落高度后，重力势能减少量与动能增加量的差值△E_p-△E_k将（选填“增加”“减少”或“不变”）．

举一反三

如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，用重锤带动纸带由静止释放，利用此装置可以（）

在“验证机械能守恒定律”的实验中：

在“验证机械能守恒定律”的实验中，一同学进行如下操作：

A.将打点计时器水平固定在铁架台上

B.将长约0.5 m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，计时器就在纸带上打下一系列的点

D.换几条纸带，重复上面的实验

E.在打出的纸带中挑选第一、第二两点间距接近2 mm，且点迹清晰的纸带进行测量，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相应的动能和重力势能，验证机械能守恒定律

利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨，导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳和一质量为m的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直，导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到光电门B处的距离，b表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看做滑块通过B点时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动．

如图，气垫导轨上滑块的质量为M，钩码的质量为m，遮光条宽度为d，两光电门间的距离为L，气源开通后滑块在牵引力的作用下先后通过两个光电门的时间为△t₁和△t₂。当地的重力加速度为g。

在验证机械能守恒定律的实验中，某同学利用图甲中器材进行实验，正确地完成实验操作后，得到一条点迹清晰的纸带，如图乙所示。在实验数据处理中，某同学取A、B两点来验证实验。已知打点计时器每隔0.02s打一个点，g取9.8m/s² ，图中测量结果记录在下面的表格中。

项目	x₁/cm	A点瞬时速度/(m·s^－1)	x₂/cm	B点瞬时速度/ (m·s^－1)	A、B两点间距离/cm
数据	3.92	0.98	12.80		50.00

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