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题型：实验探究题题类：常考题难易度：普通

河南省名校联盟2020-2021学年高二上学期物理期中考试试卷

某同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。细绳跨过固定在铁架台上的轻质滑轮，两端各悬挂一只重锤。实验操作如下：

①测得重锤1与遮光条的质量之和为M，重锤2的质量为m，已知M>m。用手托住重锤1，使细绳自然拉直，重锤2静止在地面上。

②在遮光条正下方固定光电门，测量遮光条和光电门中心间的距离为H。

③保持系统静止。释放重锤1，记录遮光条通过光电门的时间t；使用 $\text{[math]}$ 表示重锤1通过光电门时的速率，重力加速度为g。

请回答下列问题：

（1）、实验时使用游标卡尺测量遮光条的宽度d，测量结果如图乙，d=mm。

（2）、若在误差允许的范围内，等式成立，说明重锤1下落，重锤2上升的过程中机械能守恒。（用题中所给物理量符号表示）

（3）、请写出一条本实验产生误差的原因。

举一反三

某同学利用自由落体运动验证机械能守恒定律，它在同一竖直线上不同高度处安装两个光电门，然后在高处的光电门正上方一定距离处由静止释放小球，下落中小球球心经过两光电门的细光束，光电门显示的遮光时间分别为t₁、t₂ ．

如图1为验证机械能守恒定律的实验装置示意图．

利用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验

用如图甲所示实验装置验证m₁、m₂；组成的系统机械能守恒，m₂从高处由静止开始下落，m₁拖着纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。图乙给出的是实验中获取的一条纸带，0是打下的第一个点，每相邻两个计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示已知m₁=50克、m₂=150克，则：（取g=10m/s² ，结果保留两位有效数字）

利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示，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与一质量为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作滑块通过B点时的瞬时速度，实验时滑块在A点处由静止开始运动｡

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