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题型：实验探究题题类：难易度：普通

四川省成都市2024-2025学年高三上学期半期考试物理试卷

某实小组设计了如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。绳和滑轮的质量忽略不计，轮与轴之间的摩擦忽略不计。

（1）、实验时，该同学进行了如下操作：

①用天平分别测出物块A、B的质量 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ （A的质量含遮光片）。

②用游标卡尺测得遮光条的宽度d如图乙所示，则遮光条的宽度 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

③将重物A，B用轻绳按图甲所示连接，跨放在轻质定滑轮上，一同学用手托住重物B，另一同学测量出挡光片中心到光电门中心的竖直距离 $\text{[math]}$ ，之后释放重物B使其由静止开始下落。测得遮光片经过光电门的时间为 $\text{[math]}$ ，则此时重物B速度 $\text{[math]}$ （用d、 $\text{[math]}$ 表示）。

（2）、要验证系统（重物A、B）的机械能守恒，应满足的关系式为： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

举一反三

在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量m=1kg的物体自由下落，得到如图所示的纸带，相邻计数点间的时间间隔为0.04s．那么从打点计时器打下起点O到打下B点的过程中，物体重力势能的减少量△E_p={#blank#}1{#/blank#}J，此过程中物体动能的增加量△E_k={#blank#}2{#/blank#}J．由此可得到的结论是{#blank#}3{#/blank#}．（g=9.8m/s² ，保留三位有效数字）

在“验证机械能守恒定律”实验中

用自由落体法验证机械能守恒定律实验.

图甲为验证机械能守恒定律的实验装置，通过电磁铁控制的小铁球从A处自由下落，毫秒计时器(图中未画出)记录下小铁球经过光电门B的挡光时间t，小铁球的直径为d，用 $\text{[math]}$ 作为球经过光电门时的速度，重力加速度为g。

某同学利用如图甲所示的实验装置，通过研究纸带上第一个点到某一个点之间的运动来验证机械能守恒定律。通过实验数据分析，发现本实验存在较大的误差，为此改用如图乙所示的实验装置：通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中球心正好经过光电门B时，通过与光电门B相连的毫秒计时器（图中未画出）记录挡光时间t，用毫米刻度尺测出A、B之间的距离h，用游标卡尺测得小铁球的直径 $\text{[math]}$ ，重力加速度为g。请回答下列问题：

为了验证机械能守恒定律，小南设计了如图甲所示的实验装置。将细线一端固定于铁架台上O点，另一端连接一直径为d的小钢球，用刻度尺测得悬挂点O点到球心的距离为l，在O点正下方固定一光电门，将光电门高度调节到合适高度。实验时，将小钢球拉至O点等高位置，并使细线处于伸直状态，由静止释放小钢球，测得小钢球经过光电门的时间为 $\text{[math]}$ 。已知当地重力加速度为g。

（1）实验中，用螺旋测微计测量小钢球直径，测量结果如图乙所示，则小钢球的直径 $\text{[math]}$ {#blank#}1{#/blank#} $\text{[math]}$ 。

（2）为验证机械能守恒，应满足的表达式为：{#blank#}2{#/blank#}（用题中所给的物理量表示）。

（3）若实验中测得动能的增加量大于重力势能的减少量，则可能的原因有：{#blank#}3{#/blank#}。

A．空气阻力的影响

B．小球经过光电门时，球心没有正对出光孔

C．悬挂点O到球心的距离l的测量值偏大

D．螺旋测微计使用前没有校零导致小钢球直径测量偏大

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