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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，某同学做“验证机械能守恒定律”实验的装置．在正确操作下得到的纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为h_A、h_B、h_C ，设重物质量为m，当地重力加速度为g，打点计时器打点周期为T．

在“验证机械能守恒定律”的实验中，一实验小组让小球自倾角为30°的斜面上滑下，用频闪相机记录了小球沿斜面下滑的过程，如图所示，测得B、C、D、E到A的距离分别为 $\text{[math]}$ ，已知相机的频闪频率为f，重力加速度为 $\text{[math]}$ 。

用如图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”．

在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50 Hz，当地重力加速度的值为9.80 m/s² ，测得所用重物的质量为1.00 kg．若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点的距离如上图所示（相邻计数点时间间隔为0.02 s）。按要求将下列问题补充完整。

学生实验“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图（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．试回答下列问题：

某同学用如图所示的装置通过研究重锤的自由落体运动来验证机械能守恒定律。已知重力加速度为g。

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