專題35 驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律-2025版高三物理一輪復(fù)習(xí)多維度導(dǎo)學(xué)與分層專練

2025屆高三物理一輪復(fù)習(xí)多維度導(dǎo)學(xué)與分層專練專題35驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律導(dǎo)練目標(biāo)導(dǎo)練內(nèi)容目標(biāo)1教材經(jīng)典實(shí)驗(yàn)方案的原理、步驟和數(shù)據(jù)處理目標(biāo)2新高考的改進(jìn)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)【知識(shí)導(dǎo)學(xué)與典例導(dǎo)練】教材經(jīng)典實(shí)驗(yàn)方案的原理、步驟和數(shù)據(jù)處理誤差分析：1.減小測量誤差:一是測下落距離時(shí)都從0點(diǎn)量起,依次將各打點(diǎn)對(duì)應(yīng)下落高度測量完,二是多測幾次取平均值。2.誤差來源:由于重物和紙帶下落過程中要克服阻力做功,故動(dòng)能的增加量ΔEk=12mvn2必定稍小于重力勢能的減少量Δ注意事項(xiàng)：1.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要豎直:安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)要豎直架穩(wěn),使其兩限位孔在同一豎直平面內(nèi)以減少摩擦阻力。2.重物密度要大:重物應(yīng)選用質(zhì)量大、體積小、密度大的材料。3.一先一后:應(yīng)先接通電源,讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作,后松開紙帶讓重物下落。4.測長度,算速度:某時(shí)刻的瞬時(shí)速度的計(jì)算應(yīng)用vn=?n+1-?n-12T,不能用v【例1】某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。（1）下列做法正確的有___________（填正確答案標(biāo)號(hào)）：A．使用的電源是直流電源B．必須使用天平測出重物的質(zhì)量C．必須使用秒表測量重物下落的時(shí)間D．釋放紙帶前，應(yīng)讓重物盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（2）如圖乙為選取的一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶（部分紙帶未畫出），其中O點(diǎn)為起始點(diǎn)，A、B、C、D、E、F、G均為連續(xù)的點(diǎn)。已知打點(diǎn)周期為T，重力加速度為g。①從紙帶上直接測出各點(diǎn)間的距離，利用下列測量值能驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的有___________（填正確答案標(biāo)號(hào)）；A．OE、OF和OG的長度

B．OA和AC的長度C．OF和FG的長度

D．AC、BF和EG的長度②若已知OF的長度為，EG的長度為，選取從O點(diǎn)到F點(diǎn)的過程來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，請(qǐng)用題中所給的符號(hào)寫出需要驗(yàn)證的表達(dá)式為：=___________；（3）某同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的紙帶，測量出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)到起始點(diǎn)的距離h，算出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度v，然后以h為橫軸、v2為縱軸作出了如圖丙所示的圖線，發(fā)現(xiàn)圖線明顯未過原點(diǎn)O，其主要原因可能是___________（填正確答案標(biāo)號(hào)）。A．重物下落時(shí)受到阻力B．電源的頻率偏高C．先松開紙帶，后接通電源D．利用公式計(jì)算重物速度【答案】

D

AD

C【詳解】（1）[1]A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)用交流電源，故A錯(cuò)誤；B．實(shí)驗(yàn)中用來驗(yàn)證重錘的機(jī)械能是否守恒，所以可以不用測出重錘的質(zhì)量，故B錯(cuò)誤；C．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器本身就是一種計(jì)時(shí)工具，所以不需用秒表計(jì)時(shí)，故C錯(cuò)誤；D．為充分利用紙帶，釋放紙帶前，應(yīng)讓重物盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，故D正確。故選D。（2）[2]A．依題所給數(shù)據(jù)，可以測出點(diǎn)F與初始點(diǎn)O的距離，同時(shí)根據(jù)E、G兩點(diǎn)間距、測得這兩點(diǎn)的平均速度、即為點(diǎn)F的瞬時(shí)速度，最后用進(jìn)行驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，故A正確；B．已知OA和AC的長度，可測得B點(diǎn)的瞬時(shí)速度、可表示出重錘動(dòng)能的增加量；但不知B與O點(diǎn)間距、重錘的重力勢能的減小量無從得知，無法進(jìn)行驗(yàn)證，故B錯(cuò)誤；C．若已知OF和FG的長度，依題意，可知O、F的間距，可以表示出重錘的重力勢能的減小量，但由所給條件無法測得F點(diǎn)的瞬時(shí)速度、所以重錘動(dòng)能的變化量無從得知，無法進(jìn)行驗(yàn)證，故C錯(cuò)誤；D．依題意，根據(jù)AC和EG的長度，可知B、F兩點(diǎn)的瞬時(shí)速度、進(jìn)而可得重錘經(jīng)過這兩點(diǎn)動(dòng)能的增加量；同時(shí)也知BF的間距，所以可測重錘經(jīng)過B、F兩點(diǎn)重力勢能的減少量，所以能驗(yàn)證，故D正確。故選AD。[3]依題意，F(xiàn)點(diǎn)的瞬時(shí)速度為則機(jī)械能守恒的表達(dá)式為即（3）[4]A．重物下落時(shí)受到阻力時(shí)，假定阻力為f，則有則有可知，如果f恒定，圖線過原點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；B．在測某點(diǎn)的瞬時(shí)速度時(shí)，根據(jù)的是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度等于中點(diǎn)時(shí)刻的瞬時(shí)速度，即如果電源的頻率偏高，則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的實(shí)際周期偏小，但計(jì)算時(shí)仍采用原周期，導(dǎo)致所測速度偏小，所以這樣得到的圖線應(yīng)該向下偏移不過原點(diǎn)、與圖中不符，故B錯(cuò)誤；C．以h為橫軸、v2為縱軸作出了如圖丙所示的圖線，發(fā)現(xiàn)圖線明顯未過原點(diǎn)O，即條點(diǎn)計(jì)時(shí)器打第一點(diǎn)時(shí)重錘已有速度，其原因可能是先放紙帶后接通電源所致，故C正確；D．本實(shí)驗(yàn)不能直接用公式來求解瞬時(shí)速度，否則就體現(xiàn)不了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，而變成了理論推導(dǎo)；另一方面，利用公式計(jì)算重物速度，兩邊平方后可知圖線一定會(huì)過原點(diǎn)，故D錯(cuò)誤。故選C。新高考的改進(jìn)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)單物體光電門法【例2】某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。先用游標(biāo)卡尺測出小球直徑d，再用米尺測出光電門1和光電門2之間的距離h，然后讓小球自由下落，光電計(jì)時(shí)器記錄下小球通過光電門1和光電門2的時(shí)間分別為t1、t2，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。（1）用50分度的游標(biāo)卡尺測量小球直徑如圖乙所示，此示數(shù)為___________mm；（2）小球通過光電門1時(shí)的瞬時(shí)速度v1=___________；（3）如果不計(jì)空氣阻力，滿足關(guān)系式：___________，就可以驗(yàn)證小球下落過程中機(jī)械能守恒?！镜冢?）、（3）問用題中所給物理量的符號(hào)表示】【答案】

6.26

【詳解】（1）[1]用50分度的游標(biāo)卡尺測量小球直徑如圖乙所示，此示數(shù)為（2）[2]小球通過光電門1時(shí)的瞬時(shí)速度（3）[3]小球通過光電門2時(shí)的瞬時(shí)速度如果不計(jì)空氣阻力，小球從光電門1和光電門2，若滿足即就可以驗(yàn)證小球下落過程中機(jī)械能守恒。系統(tǒng)光電門法【例3】用如圖所示裝置可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，輕繩兩端系著質(zhì)量相等的物塊A、B，物塊B上放一金屬片C，鐵架臺(tái)上固定一金屬圓環(huán)，圓環(huán)處在物塊B的正下方。開始時(shí)，金屬片C與圓環(huán)間的高度為h，A、B、C由靜止開始運(yùn)動(dòng)。當(dāng)物塊B穿過圓環(huán)時(shí)，金屬片C被擱置在圓環(huán)上，兩光電門分別固定在鐵架臺(tái)P1、P2處，通過數(shù)字計(jì)時(shí)器可測出物塊B從P1旁運(yùn)動(dòng)到P2旁所用時(shí)間t，已知重力加速度為g。(1)若測得P1、P2之間的距離為d，則物塊B剛穿過圓環(huán)后的速度________。(2)若物塊A、B的質(zhì)量均用M表示，金屬片C的質(zhì)量用m表示，該實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證了下面選項(xiàng)________中的等式成立，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。A．

B．C．D．(3)改變物塊B的初始位置，使物塊B從不同的高度由靜止下落穿過圓環(huán)，記錄每次金屬片C與圓環(huán)間的高度h以及物塊B從P1旁運(yùn)動(dòng)到P2旁所用時(shí)間t，則以h為縱軸，以________選填“”或“”）為橫軸，通過描點(diǎn)作出的圖線是一條過原點(diǎn)的直線，該直線的斜率________用m、g、M、d表示?！敬鸢浮?/p>

C

【詳解】(1)[1]根據(jù)平均速度等于瞬時(shí)速度，則有物塊B剛穿過圓環(huán)后的速度(2)[2]由題意可知，系統(tǒng)ABC減小的重力勢能轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的增加的動(dòng)能，即為即為故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C。(3)[3][4]將變形后則有因此以為橫軸；由上式可知，作出的圖線是一條過原點(diǎn)的直線，直線的斜率【多維度分層專練】1．某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖中所示的裝置完成“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)。將氣墊導(dǎo)軌沿傾斜方向固定在水平桌面上，傾角為。將光電門固定在氣墊導(dǎo)軌上，帶有擋光條的滑塊從光電門上方由靜止釋放。（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，該小組的同學(xué)利用游標(biāo)卡尺測了擋光條的寬度，如圖乙所示，該游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為___________。（2）已知擋光條的寬度為d，釋放點(diǎn)到光電門的距離為L，擋光條經(jīng)過光電門的擋光時(shí)間為t，重力加速度為g。若滑塊下滑過程中機(jī)械能守恒，則關(guān)系式___________成立（用題中所給物理量符號(hào)表示）。（3）改變釋放點(diǎn)到光電門的距離L，多次實(shí)驗(yàn)，并記錄滑塊每次經(jīng)過光電門時(shí)的擋光時(shí)間t，該小組的同學(xué)利用圖像法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。坐標(biāo)系以L為縱軸，為了便于驗(yàn)證，應(yīng)以___________（填“t”“”或“”）為橫軸，若圖線的斜率為k，重力加速度___________時(shí)滑塊下滑過程中的機(jī)械能守恒?！敬鸢浮?/p>

9.30

【詳解】（1）[1]由游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則可知，該游標(biāo)卡尺的精確度為0.05，則讀數(shù)為（2）[2]滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的速度為若滑塊下滑過程中的機(jī)械能守恒，則由機(jī)械能守恒定律得整理得（3）[3]由得坐標(biāo)系以L為縱軸，為了便于驗(yàn)證，應(yīng)以為橫軸。[4]依題意，有解得2．實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌、數(shù)字計(jì)時(shí)器和拉力傳感器做“研究沿斜面下滑物體的機(jī)械能守恒”實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，水平桌面上固定一帶有刻度尺的傾斜氣墊導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶遮光條的長方形滑塊，用天平測得其總質(zhì)量為m。定滑輪與拉力傳感器之間的細(xì)繩是豎直的，定滑輪與滑塊之間的細(xì)繩平行于氣墊導(dǎo)軌。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①用圖乙所示的游標(biāo)卡尺測出測光條的寬度______cm；②安裝好實(shí)驗(yàn)器材，給氣墊導(dǎo)軌接上氣源，然后讀出拉力傳感器的示數(shù)F，同時(shí)從氣墊導(dǎo)軌刻度尺上讀出遮光條中心與光電門之間的距離L；③燒斷拉力傳感器與滑塊之間的細(xì)繩，讓滑塊滑向光電門并記錄遮光條通過光電門的時(shí)間t；④多次改變滑塊與光電門之間的距離，每次實(shí)驗(yàn)測量相應(yīng)的L與t值，填入相應(yīng)的表格中。試分析下列問題：（1）小組同學(xué)根據(jù)測得的L與t的值，用描點(diǎn)法作出如圖丙所示的圖像，如果不考慮空氣阻力，若該圖線的斜率______，即可驗(yàn)證滑塊沿下面下滑過程中機(jī)械能守恒；（2）考慮到實(shí)際存在的空氣阻力，設(shè)小球在下落過程中平均阻力大小為f，根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)繪出圖像的斜率為k，則______（填“大于”、“等于”或“小于”）。【答案】

1.060

大于【詳解】①[1]圖乙為20分度游標(biāo)卡尺，根據(jù)圖示可知（1）[2]運(yùn)動(dòng)物體在極短時(shí)間內(nèi)的平均速度可認(rèn)為等于瞬時(shí)速度，因此滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的速度為設(shè)氣墊導(dǎo)軌與水平面間的夾角為，燒斷細(xì)繩前滑塊靜止，根據(jù)受力平衡得燒斷細(xì)繩后，滑塊下滑過程，對(duì)滑塊，由機(jī)械能守恒定律可得可得故可知圖像的斜率（2）[3]根據(jù)可得可知圖像的斜率所以3．某同學(xué)用如圖甲裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。長為L的輕繩一端固定在光滑固定轉(zhuǎn)軸O處，另一端系一小球。讓小球繞O點(diǎn)在豎直面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，A、B為運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)附近的光電門。當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，小球的直徑遠(yuǎn)小于輕繩的長。（1）實(shí)驗(yàn)前先用游標(biāo)為20分度的游標(biāo)卡尺測出了小球的直徑，如圖乙所示，則小球的直徑d＝______mm。（2）使小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，測出小球經(jīng)過最高點(diǎn)光電門的擋光時(shí)間為，經(jīng)過最低點(diǎn)光電門的擋光時(shí)間為，則小球經(jīng)過最高點(diǎn)和最低點(diǎn)時(shí)速度大小分別為______、______，小球從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過程中，若表達(dá)式______成立，則機(jī)械能守恒定律得到驗(yàn)證。（用題中已給的字母表示）【答案】

12.20

【詳解】（1）[1]圖乙所示游標(biāo)卡尺分度值為0.05mm，根據(jù)游標(biāo)卡尺讀數(shù)規(guī)則讀數(shù)為（2）[2][3]根據(jù)光電門測量速度的原理得，小球經(jīng)過最高點(diǎn)與最低點(diǎn)時(shí)的速度大小分別為、[4]如果表達(dá)式成立，即成立，則機(jī)械能守恒定律得到驗(yàn)證。4．某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的裝置，來做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)其中，量角器的中心和長為的細(xì)線的一個(gè)端點(diǎn)重合，并且固定在一起細(xì)線的另一端系一個(gè)質(zhì)量為、半徑為的小球，當(dāng)小球靜止時(shí)量角器的零刻度線與細(xì)線重合，在小球所在位置固定安裝一個(gè)光電門，當(dāng)小球由處靜止釋放時(shí)，細(xì)線與豎直方向的夾角為，重力加速度為。則：（1）在實(shí)驗(yàn)中測得小球通過光電門的時(shí)間為，那么，小球通過最低點(diǎn)的瞬時(shí)速度為__。（2）如圖所示，當(dāng)用精確度為的游標(biāo)卡尺來測量小球直徑時(shí)，測得小球的直徑為，那么，這時(shí)游標(biāo)尺上的第__條刻度線與主尺上的第__刻度線對(duì)齊。（3）若在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，滿足__，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律（用題中字母來表示）。（4）通過改變小球由靜止釋放時(shí)，細(xì)線與豎直方向的夾角，測出相應(yīng)情況下，小球通過光電門的時(shí)間，為了形象、直觀地驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，在平面直角坐標(biāo)系中，為使圖象是經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線那么，圖象的橫坐標(biāo)為__，縱坐標(biāo)為。【答案】

6

1.9cm

【詳解】（1）[1]．根據(jù)極短時(shí)間內(nèi)的平均速度等于瞬時(shí)速度知，小球經(jīng)過最低點(diǎn)的速度．（2）[2][3]．當(dāng)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為時(shí)，游標(biāo)尺上的第6條刻度線與主尺上的第1.9cm的刻度線對(duì)齊。（3）[4]．重力勢能的減小量動(dòng)能的增加量當(dāng)小球的機(jī)械能守恒有：．（4）[5]．由可知，為使圖象是經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線那么圖象的橫坐標(biāo)為，縱坐標(biāo)為。5．某實(shí)驗(yàn)小組利用鐵架臺(tái)、彈簧、鉤碼、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、刻度尺等器材驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。彈簧的勁度系數(shù)為k，原長為L0，鉤碼的質(zhì)量為m。已知彈簧的彈性勢能表達(dá)式為，其中k為彈簧的勁度系數(shù)，x為彈簧的形變量，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間。（1）在彈性限度內(nèi)將鉤碼緩慢下拉至某一位置，測得此時(shí)彈簧的長度為L。接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源。從靜止釋放鉤碼，彈簧收縮，得到了一條點(diǎn)跡清晰的紙帶。鉤碼加速上升階段的部分紙帶如圖2所示，紙帶上相鄰兩點(diǎn)之間的時(shí)間間隔均為T（在誤差允許范圍內(nèi)，認(rèn)為釋放鉤碼的同時(shí)打出A點(diǎn)）。從打出A點(diǎn)到打出F點(diǎn)時(shí)間內(nèi)，彈簧的彈性勢能減少量為______，鉤碼的動(dòng)能增加量為______，鉤碼的重力勢能增加量為______。（2）利用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到彈簧彈性勢能減少量、鉤碼的機(jī)械能增加量分別與鉤碼上升高度h的關(guān)系，如圖3所示。由圖3可知，隨著h增加，兩條曲線在縱向的間隔逐漸變大，主要原因是______?！敬鸢浮?/p>

mgh5

見解析【詳解】（1）[1]從打出A點(diǎn)到打出F點(diǎn)時(shí)間內(nèi)，彈簧的彈性勢能減少量為整理有[2]打F點(diǎn)時(shí)鉤碼的速度為由于在誤差允許的范圍內(nèi)，認(rèn)為釋放鉤碼的同時(shí)打出A點(diǎn)，則鉤碼動(dòng)能的增加量為[3]鉤碼的重力勢能增加量為Ep重=mgh5（2）[4]鉤碼機(jī)械能的增加量，即鉤碼動(dòng)能和重力勢能增加量的總和，若無阻力做功則彈簧彈性勢能的減少量等于鉤碼機(jī)械能的增加量?，F(xiàn)在隨著h增加，兩條曲線在縱向的間隔逐漸變大，而兩條曲線在縱向的間隔即阻力做的功，則產(chǎn)生這個(gè)問題的主要原因是鉤碼和紙帶運(yùn)動(dòng)的速度逐漸增大，導(dǎo)致空氣阻力逐漸增大，以至于空氣阻力做的功也逐漸增大。6．阿特伍德機(jī)是著名的力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置。如圖甲所示，繞過定滑輪的細(xì)線上懸掛質(zhì)量相等的重錘A和B，在B下面再掛重物C時(shí)，由于速度變化不太快，測量運(yùn)動(dòng)學(xué)物理量比較方便。（1）實(shí)驗(yàn)過程中，下列操作正確的是()A．固定打點(diǎn)計(jì)器時(shí)，應(yīng)將重錘A與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器距離盡量遠(yuǎn)一些B．開始時(shí)紙帶應(yīng)盡量豎直下垂并與系重錘A的細(xì)線在同一豎直線上C．應(yīng)先松開重錘A，然后再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源D．打點(diǎn)結(jié)束后先將紙帶取下，再關(guān)閉打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源（2）某次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，打出的紙帶如圖乙所示，E、F、G、H、J連續(xù)幾個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)刻度尺讀數(shù)分別為0.69、2.21、4.00、6.12、8.51。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電源的頻率為50Hz，則重錘A運(yùn)動(dòng)拖動(dòng)紙帶打出H點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度為__________（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）；（3）如果本實(shí)驗(yàn)室電源頻率小于50Hz，但參與實(shí)驗(yàn)的同學(xué)不知道，則瞬時(shí)速度的測量值___________真實(shí)值（填“大于”“等于”或“小于”）；（4）已知重錘A和B的質(zhì)量均為，某小組在重錘B下面掛質(zhì)量為m的重物C，由靜止釋放驗(yàn)證運(yùn)動(dòng)過程中系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。某次實(shí)驗(yàn)中；從紙帶上測量重錘A由靜止上升不同高度h時(shí)對(duì)應(yīng)的速度v，描點(diǎn)作圖后得到如圖丙所示圖像，取，則重物C質(zhì)量__________（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。【答案】

B

1.13

大于

1.03【詳解】（1）[1]A．固定打點(diǎn)計(jì)器時(shí)，應(yīng)將重錘A與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器距離盡量近一些，充分利用紙帶，故A錯(cuò)誤；B．開始時(shí)紙帶應(yīng)盡量豎直下垂并與系重錘A的細(xì)線在同一豎直線上，可以盡可能地減小紙帶所受阻力，故B正確；C．應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，打點(diǎn)穩(wěn)定后，再松開重錘A，故C錯(cuò)誤；D．打點(diǎn)結(jié)束后先關(guān)閉打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，再將紙帶取下，故D錯(cuò)誤。故選B。（2）[2]打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為，H點(diǎn)是GJ點(diǎn)的中間時(shí)刻，則打出H點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度為（3）[3]如果本實(shí)驗(yàn)室電源頻率小于50Hz，則實(shí)際打點(diǎn)周期長，由以上分析可知，瞬時(shí)速度的測量值大于真實(shí)值。（4）[4]選A的初位置為零勢面，根據(jù)機(jī)械能守恒，有可得7．某實(shí)驗(yàn)小組利用氣墊導(dǎo)軌做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：①將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上，將導(dǎo)軌調(diào)至水平；②測出遮光條的寬度d；③將滑塊移至圖示位置，釋放滑塊，記錄遮光條通過光電門的擋光時(shí)間；④用天平稱出鉤碼質(zhì)量m，滑塊及遮光條總質(zhì)量M。已知重力加速度大小為g，請(qǐng)回答下列問題：（1）滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度大小為_________；（2）實(shí)驗(yàn)中還需要測量的物理量有_________（注明物理量并用相應(yīng)的字母表示）；（3）在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)等式_________成立，則鉤碼和滑塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒（用測量的物理量符號(hào)表示）；（4）該實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因有_________。【答案】

滑塊釋放位置到光電門的距離L

鉤碼和滑塊運(yùn)動(dòng)過程中受到空氣阻力影響【詳解】（1）[1]由于d和都較小，所以滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度可以用遮光時(shí)間內(nèi)的平均速度來近似代替，即（2）[2]在鉤碼質(zhì)量m和滑塊及遮光條質(zhì)量M已知的情況下，通過上式可以求得系統(tǒng)動(dòng)能的增加量，若要驗(yàn)證機(jī)械能守恒，還需知道系統(tǒng)重力勢能的減少量，即需要知道鉤碼下落的高度，而這一高度等于滑塊釋放位置到光電門的距離L，可通過導(dǎo)軌上標(biāo)尺直接測量。（3）[3]在誤差允許范圍內(nèi)，若鉤碼和滑塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，則相應(yīng)物理量應(yīng)滿足的關(guān)系式為（4）[4]該實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因是鉤碼和滑塊運(yùn)動(dòng)過程中受到空氣阻力影響。8．某研究性學(xué)習(xí)小組利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。在氣墊導(dǎo)軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個(gè)光電傳感器A、B，滑塊P上固定一遮光條，若光線被遮光條遮擋，光電傳感器會(huì)輸出高電壓，兩光電傳感器采集數(shù)據(jù)后與計(jì)算機(jī)相連?；瑝K在細(xì)線的牽引下向左加速運(yùn)動(dòng)，遮光條經(jīng)過光電傳感器A、B時(shí)，通過計(jì)算機(jī)可以得到如圖乙所示的電壓U隨時(shí)間t變化的圖象。（1）實(shí)驗(yàn)前，接通電源，將滑塊（不掛鉤碼）置于氣墊導(dǎo)軌上，輕推滑塊，當(dāng)圖乙中的Δt1________（填“>”“＝”或“<”）Δt2時(shí)，說明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平。（2）用螺旋測微器測遮光條寬度d，測量結(jié)果如圖丙所示，則d＝________mm。（3）滑塊P用細(xì)線跨過氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與質(zhì)量為m的鉤碼Q相連，將滑塊P由圖甲所示位置釋放，通過計(jì)算機(jī)得到的圖象如圖乙所示，若Δt1、Δt2和d已知，要驗(yàn)證滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒，還應(yīng)測出________和________（寫出物理量的名稱及符號(hào)）。（4）若上述物理量間滿足關(guān)系式________，則表明在上述過程中，滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒?！敬鸢浮?/p>

＝

8.475（8.474～8.476均可）

滑塊的質(zhì)量M

兩光電門間的距離L

【詳解】（1）[1]當(dāng)時(shí)，滑塊通過光電門A、B的速度相同，說明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平。（2）[2]（3）[3][4]要驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能守恒，應(yīng)驗(yàn)證系統(tǒng)減少的重力勢能和系統(tǒng)增加的動(dòng)能之間的關(guān)系由于d、Δt1、Δt2已知，故要驗(yàn)證此式，必須測量滑塊的質(zhì)量M及兩光電門間距離L。（4）[5]系統(tǒng)減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)增加的動(dòng)能，即系統(tǒng)機(jī)械能守恒9．利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上滑塊與擋光片的總質(zhì)量為200g，滑塊左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩和一質(zhì)量為300g的小球相連。（1）導(dǎo)軌上的B點(diǎn)有一光電門，擋光片的寬度用游標(biāo)卡尺測出結(jié)果如題圖，其讀數(shù)為_______mm。（2）某次實(shí)驗(yàn)時(shí)導(dǎo)軌的傾角為30°，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間=9.8