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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

采用重物自由下落的方法“验证机械能守恒定律”．

在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量m=1.00kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点．如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A，B，C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）．已知打点计时器每隔0.02s打一次点，当地的重力加速度g=9.80m/S² ．那么：

如图甲所示的装置叫做阿特伍德机，是英国数学家和物理学家阿特伍德创制的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律。某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律，如图乙所示。

某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．将气垫导轨固定在水平桌面上，调节旋钮使其水平．在气垫导轨的左端固定一光滑的定滑轮，在B处固定一光电门，测出滑块及遮光条的总质量为M ，将质量为m的钩码通过细线与滑块连接．打开气源，滑块从A处由静止释放，宽度为b的遮光条经过光电门挡光时间为t ，取挡光时间t内的平均速度作为滑块经过B处的速度，A、B之间的距离为d ，重力加速度为g ．

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：

如图所示，气垫导轨上质量为M的滑块通过轻质细绳绕过滑轮与质量为m的钩码相连，绳子的悬挂点与拉力传感器相连，滑块上遮光条宽度为d、实验时，滑块由静止释放，测得遮光条通过光电门的时间为 $\text{[math]}$ ，拉力传感器的读数为F。不计滑轮的质量，不计滑轮轴、滑轮与轻质细绳之间的摩擦。

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