2023-2024屆高考一輪復(fù)習(xí)物理教案（新教材人教版）第六章機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)七驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

實(shí)驗(yàn)七驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

【目標(biāo)要求】1.熟悉“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的基本實(shí)驗(yàn)原理及注意事項(xiàng)2會(huì)驗(yàn)證創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

的機(jī)械能守恒.

實(shí)驗(yàn)技能儲(chǔ)備

1.實(shí)驗(yàn)原理

通過(guò)實(shí)驗(yàn)，求出做自由落體運(yùn)動(dòng)物體的重力勢(shì)能的減少量和對(duì)應(yīng)過(guò)程動(dòng)能的增加量,在實(shí)驗(yàn)

誤差允許范圍內(nèi)，若二者相等，說(shuō)明機(jī)械能守恒，從而驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.

2.實(shí)驗(yàn)器材

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、交變電源、紙帶、復(fù)寫(xiě)紙、重物、刻度尺、鐵架臺(tái)(帶鐵夾)、導(dǎo)線.

3.實(shí)驗(yàn)過(guò)程

(1)安裝器材：將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上,用導(dǎo)線將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與電源相連.

(2)打紙帶

用手豎直提起紙帶，使重物?？吭诖螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器下方附近，先接通電源,再松開(kāi)紙帶,讓重物

自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，取下紙帶，換上新的紙帶重打幾條(3?5

條)紙帶.

(3)選紙帶：從打出的幾條紙帶中選出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶.

(4)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并驗(yàn)證.

4.數(shù)據(jù)處理

(1)求瞬時(shí)速度

由公式L可以計(jì)算出重物下落加、花、心、…的高度時(shí)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度S、為、

03、

(2)驗(yàn)證守恒

方案一：利用起始點(diǎn)和第〃點(diǎn)計(jì)算

代入〃?帆和%n√,如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，，W,和研/相等，則驗(yàn)證了機(jī)械能守

恒定律.

注意：應(yīng)選取最初第1、2兩點(diǎn)間距離接近2mm的紙帶(電源頻率為50Hz).

方案二：任取兩點(diǎn)計(jì)算

①任取兩點(diǎn)A、B,測(cè)出〃"，算出，"g∕"B.

②算出^mvif—%w∕的值.

③在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，若mghAR=^WI?-^mvA1＞則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律.

方案三：圖像法

測(cè)量從第一點(diǎn)到其余各點(diǎn)的下落高度h,并計(jì)算對(duì)應(yīng)速度0,然后以42為縱軸，以h為橫軸，

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出—〃圖像.若在誤差允許的范圍內(nèi)圖像是一條過(guò)原點(diǎn)且斜率為每的直線，

則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律.

5.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線上，以減

小摩擦阻力.

(2)重物應(yīng)選用質(zhì)量大、體積小、密度大的.

(3)應(yīng)先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作，后松開(kāi)紙帶讓重物下落.

(4)測(cè)長(zhǎng)度，算速度：某時(shí)刻的瞬時(shí)速度的計(jì)算應(yīng)用V”票\不能用外=，旃或Vn

=gf來(lái)計(jì)算.

(5)此實(shí)驗(yàn)中不需要測(cè)量重物的質(zhì)量.

考點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn)

考向1實(shí)驗(yàn)原理與操作

【例1】(2023?浙江省五校聯(lián)考)利用如圖裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn).

汁蔚器一紙帶

包重物

(1)為驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，需要比較重物下落過(guò)程中任意兩點(diǎn)間的.(選填選項(xiàng)前的

字母)

A.動(dòng)能變化量與勢(shì)能變化量

B.速度變化量和勢(shì)能變化量

C.速度變化量和高度變化量

(2)除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(tái)(含鐵夾)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、導(dǎo)線及開(kāi)關(guān)外，在下列器材

中，還必須使用的兩種器材是.(選填選項(xiàng)前的字母)

A.交流電源B.刻度尺C.天平(含祛碼)

(3)實(shí)驗(yàn)中，先接通電源，再釋放重物，得到如圖所示的一條紙帶.在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打

出的點(diǎn)A、B、C,測(cè)得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為自、而、生.已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為r設(shè)重物的質(zhì)量為機(jī)從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過(guò)程中，重物的重力勢(shì)

能減少量AEPM=,動(dòng)能增加量AEk=.

O(ABC

(4)大多數(shù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量，原因是.(選

填選項(xiàng)前的字母)

A.利用公式。=gf計(jì)算重物速度

B.利用公式。=√期計(jì)算重物速度

C.存在空氣阻力和摩擦阻力的影響

D.沒(méi)有采用多次實(shí)驗(yàn)取平均值的方法

(5)某同學(xué)想用下述方法研究機(jī)械能是否守恒：在紙帶上選取多個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)量它們到計(jì)數(shù)起

始點(diǎn)O的距離h,計(jì)算對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)的重物速度描繪v1-h圖像，以下判斷正確的是.

A.若圖像是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，則重物下落過(guò)程中機(jī)械能一定守恒

B.若圖像是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，則重物下落過(guò)程中機(jī)械能可能不守恒

C.若圖像是一條不經(jīng)過(guò)原點(diǎn)的直線，則重物下落過(guò)程中機(jī)械能一定不守恒

41he—ItA?

答Mr案(I)A(2)AB(3)mghB(4)C(5)B

解析(1)重物下落過(guò)程中，如果減少的重力勢(shì)能等于增加的動(dòng)能，則重物的機(jī)械能守恒，所

以為驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，需要比較重物下落過(guò)程中任意兩點(diǎn)間的動(dòng)能變化量與勢(shì)能變化量，

故選A.

(2)在選項(xiàng)給出的器材中，還必須使用交流電源給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器供電和用刻度尺測(cè)量紙帶計(jì)數(shù)點(diǎn)

之間的距離，故選A、B.

(3)從打。點(diǎn)到打B點(diǎn)的過(guò)程中，重物的重力勢(shì)能減少量為AEp式=mgfiB,動(dòng)能增加量為△以

I，I…h(huán)c-HA

=2mvB>根據(jù)UB=~-,

解得AEk=5∕?T"")2.

(4)由于存在空氣阻力和摩擦阻力的影響，使得實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增

加量，故選C.

(5)若存在阻力，假設(shè)阻力不變?yōu)槭琭,根據(jù)動(dòng)能定理得〃電〃一尸流=最砂2

解得v2=2(g--)h

故若圖像是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，重物下落過(guò)程中機(jī)械能可能守恒，也可能不守恒，A錯(cuò)誤，

B正確；根據(jù)機(jī)械能守恒定律得mg/?=%"—/加，解得。2=2g/?+加

故若圖像是一條不經(jīng)過(guò)原點(diǎn)的直線，重物下落過(guò)程中機(jī)械能可能守恒，C錯(cuò)誤.

考向2數(shù)據(jù)處理及誤差分析

[例2](2021.浙江6月選考?I7(1))在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，小王用如圖甲所示的

裝置，讓重物從靜止開(kāi)始下落，打出一條清晰的紙帶，其中的一部分如圖乙所示.O點(diǎn)是打

下的第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C和。為另外4個(gè)連續(xù)打下的點(diǎn).

甲

?OI)ABCD

Lll息MlEFlTr"IITITlITlITI>1尸尸［

0123192()212223242526272829?3132：^334

乙

(1)為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，對(duì)體積和形狀相同的重物，實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇密度大的理由是

⑵已知交流電頻率為50Hz,重物質(zhì)量為200g,當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=m*,則從。點(diǎn)到C

點(diǎn)，重物的重力勢(shì)能變化量的絕對(duì)值公EPI=J、C點(diǎn)的動(dòng)能EkC=J(計(jì)算結(jié)果

均保留3位有效數(shù)字).比較EkC與IAEPl的大小，出現(xiàn)這一結(jié)果的原因可能是.

A.工作電壓偏高

B.存在空氣阻力和摩擦力

C.接通電源前釋放了紙帶

答案(1)阻力與重力之比更小(或其他合理解釋)

(2)C

解析⑴在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)臉中，阻力越小越好，體積和形狀相同的重物，密度

大的阻力與重力之比更小.

(2)由題圖乙可知OC之間的距離為XoC=cm,因此重力勢(shì)能的減少量為

??E^=mgx0c=XXOJQJ

勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，中間時(shí)刻的速度等于這段時(shí)間的平均速度，因此

因此動(dòng)能的增加量為

EkC=品。＜?=；X×2J≈J

工作電壓偏高不會(huì)影響實(shí)臉的誤差，存在摩擦力會(huì)使重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量，

只有提前釋放了紙帶，紙帶的初速度不為零，下落到同一位置的速度偏大才會(huì)導(dǎo)致動(dòng)能的增

加量大于重力勢(shì)能的減少量.

考點(diǎn)二探索創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

考向1實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡膭?chuàng)新

工例3】某物理小組對(duì)輕彈簧的彈性勢(shì)能進(jìn)行探究，實(shí)驗(yàn)裝置如圖(a)所示：輕彈簧放置在光

滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一物塊接觸而不連接，紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并與物塊

連接.向左推物塊使彈簧壓縮一段距離，由靜止釋放物塊，通過(guò)測(cè)量和計(jì)算，可求得彈簧被

壓縮后的彈性勢(shì)能.

打點(diǎn)計(jì)生產(chǎn)啰帶現(xiàn)塊

~I

固定栓

(a)

（1）實(shí)驗(yàn)中涉及下列操作步驟：

①把紙帶向左拉直

②松手釋放物塊

③接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源

④向左推物塊使彈簧壓縮，并測(cè)量彈簧壓縮量

上述步驟正確的操作順序是（填入代表步驟的序號(hào)）.

（2）圖（b）中〃和乙紙帶是分別把彈簧壓縮到不同位置后所得到的實(shí)際打點(diǎn)結(jié)果.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

所用交流電的頻率為50Hz.由M紙帶所給的數(shù)據(jù)，可求出在該紙帶對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中物塊脫離彈

簧時(shí)的速度為m/s.比較兩紙帶可知，（選填或“乙”）紙帶對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)

中彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能大.

單位Cm2.5?—-2.57--

\L..........................)

單位cm力.成?∣.15T1.56丁1.5571.54”；

答案（D④①③②（2）M

解析（1）根據(jù)該實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程，正確步驟應(yīng)為④①③②.

（2）物塊脫離彈簧時(shí)速度最大，則有O=第=XM）m∕s=m/s;由動(dòng)能定理可知EP=△&=/

mv2,根據(jù)紙帶中打點(diǎn)的疏密知M紙帶獲得的最大速度較大，對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中彈簧被壓縮后的

彈性勢(shì)能較大.

考向2實(shí)驗(yàn)器材的創(chuàng)新

工例41（2021?海南卷?15）為了驗(yàn)證物體沿光滑斜面下滑的過(guò)程中機(jī)械能守恒，某學(xué)習(xí)小組用

如圖所示的氣墊導(dǎo)軌裝置（包括導(dǎo)軌、氣源、光電門、滑塊、遮光條、數(shù)字毫秒計(jì)）進(jìn)行實(shí)驗(yàn).此

外可使用的實(shí)驗(yàn)器材還有：天平、游標(biāo)卡尺、刻度尺.

光電門I;應(yīng)沖條

同址1汆光電門口

進(jìn)氣口M??r~Λ?塊丹緩沖器

導(dǎo)軌

Uf

（1）某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn)步驟，其中不必要的步驟是.

①在導(dǎo)軌上選擇兩個(gè)適當(dāng)?shù)奈恢肁、B安裝光電門I、【1,并連接數(shù)字毫秒計(jì)：

②用天平測(cè)量滑塊和遮光條的總質(zhì)量如

③用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d；

④通過(guò)導(dǎo)軌上的標(biāo)尺測(cè)出A、B之間的距離;；

⑤調(diào)整好氣墊導(dǎo)軌的傾斜狀態(tài)；

⑥將滑塊從光電門I左側(cè)某處，由靜止開(kāi)始釋放,從數(shù)字毫秒計(jì)讀出滑塊通過(guò)光電門I、H的

時(shí)間△/］、?fe;

⑦用刻度尺分別測(cè)量4、B點(diǎn)到水平桌面的高度小、歷；

⑧改變氣墊導(dǎo)軌傾斜程度，重復(fù)步驟⑤⑥⑦，完成多次測(cè)量.

(2)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度”時(shí)，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖所示，則4=mm；某

次實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得ArI=ms,則滑塊通過(guò)光電門I的瞬時(shí)速度。I=m∕s(保留3位有效

數(shù)字)；

0123聲個(gè)

h,∣IIH∣M冊(cè)岫IlH一嚷m)

01()201瘠杯

(3)在誤差允許范圍內(nèi)，若hi-h2=(用上述必要的實(shí)驗(yàn)步驟直接測(cè)量的物理量符號(hào)表

示，已知重力加速度為g),則認(rèn)為滑塊下滑過(guò)程中機(jī)械能守恒；

(4)寫(xiě)出兩點(diǎn)產(chǎn)生誤差的主要原因：____________________________________________________

答案⑴②④(2)

?(-)2-1(—)2

(3)2維2ZVj(4)滑塊在下滑過(guò)程中受到空氣阻力作用，產(chǎn)生誤差；遮光條寬度不夠窄,

測(cè)量速度不準(zhǔn)確，產(chǎn)生誤差

解析(1)滑塊沿光滑的斜面下滑過(guò)程機(jī)械能守恒，需要測(cè)量滑塊通過(guò)光電門的速度V=^t

滑塊下滑過(guò)程中機(jī)械能守恒，減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，則有

..1?1??d?1d?

mg(fiι-/72)=∕wn√-1，如/即)-一5”?(而)-

22

整理化簡(jiǎn)得5(Λ1-Λ2)=?-?

所以②測(cè)量滑塊和遮光條的總質(zhì)量機(jī)不必要，④測(cè)量A、3之間的距離/不必要，故選②④.

⑵游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為d=5mm+0Xmm=mm;

d5X1O-?

滑塊通過(guò)光電門的速度功=^X7^=-1‘ι八二3,m∕s≈m/s

一2?2^2?2

(3)根據(jù)(1)問(wèn)可知/71-/Z=---------------------,

2O

在誤差允許的范圍內(nèi)滿足該等式，則認(rèn)為滑塊下滑過(guò)程中機(jī)械能守恒.

(4)滑塊在下滑過(guò)程中受到空氣阻力作用，產(chǎn)生誤差；遮光條寬度不夠窄，測(cè)量速度不準(zhǔn)確，

產(chǎn)生誤差.

課時(shí)精練

1.(2023?浙江Z20聯(lián)盟聯(lián)考)在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的學(xué)生實(shí)驗(yàn)中

(1)已提供了鐵架臺(tái)、夾子、導(dǎo)線、紙帶等器材.為完成此實(shí)驗(yàn)，除了所給的器材.，還需要從

圖甲中選取的實(shí)驗(yàn)器材名稱是，從圖乙中應(yīng)選取的重物是.

甲

600

A.1(X)gB.50gC.2()()gD.0.10g

乙

(2)某同學(xué)按照正確操作選的紙帶如圖丙所示，其中O是起始點(diǎn)，A、8、C是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連

續(xù)打下的3個(gè)點(diǎn)，打點(diǎn)頻率為50Hz,該同學(xué)用毫米刻度尺測(cè)量。到4、B、C各點(diǎn)的距離，

并記錄在圖中(單位：cm),重物的質(zhì)量為小=kg,根據(jù)以上數(shù)據(jù)，當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下B點(diǎn)時(shí),

重物的動(dòng)能為J?(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

3C

~cO,???'

______AQ?n______

-?-4SM>?JLv1八Tfc

----------------------------62.98----------

丙

2

(3)某同學(xué)根據(jù)正確的實(shí)驗(yàn)操作得到多組數(shù)據(jù)，畫(huà)出了如圖丁所示的〃一百圖像，根據(jù)圖像求

出當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭,以下表達(dá)式正確的是.

T

_1

A.tanθB.g—tanθ

「-2?1V22~V?2

c?g—4D.g=2(/72—〃l)

答案(1)電火花計(jì)時(shí)器和毫米刻度尺C

(2)(3)D

解析（1）實(shí)驗(yàn)中還需要從題圖甲中選取的實(shí)驗(yàn)器材名稱是電火花計(jì)時(shí)器和毫米刻度尺；重物

應(yīng)選質(zhì)量大的，從題圖乙中應(yīng)選取的重物是C.

（2）打下B點(diǎn)時(shí)的速度OA=券=?—"1°m∕s≈m/s

重物的動(dòng)能為Ek=^nvB1=^××2J

（3）根據(jù)機(jī)械能守恒定律有^mv2=mgh

1V2

即Λ=1?v

g2

2（〃21團(tuán)）

由圖像可得k=ι=

8k*-u?-2療一療

22

解得g=荒老，故選D?

2.（2023?黑龍江雙鴨山市第一中學(xué)高三檢測(cè)）做驗(yàn)證機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)時(shí)、學(xué)生按照?qǐng)D甲組裝

好裝置，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50HZ的交流電源上，反復(fù)做了很多次，最終僅選出4條

點(diǎn)跡清晰的紙帶.測(cè)量紙帶起始兩點(diǎn)距離時(shí)，學(xué)生用手機(jī)正對(duì)紙帶與測(cè)量的刻度尺拍照，把

照片放大到正常尺寸的10倍，測(cè)出了精度更高的數(shù)據(jù)，分別是：①mm,②mm,③L92mm,

@2.49mm,為了選出最理想的一條紙帶，學(xué)生查詢得到當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=9.80通過(guò)推算,

他們選擇了編號(hào)為的紙帶進(jìn)行研究.

在選出的紙帶上，0是打下的第一個(gè)點(diǎn)，在后面選取了3個(gè)連續(xù)的點(diǎn)，標(biāo)上〃一1、〃、〃+1,

測(cè)得它們與0點(diǎn)的距離如圖乙所示.則從打下“0”點(diǎn)到打下第點(diǎn)的過(guò)程中質(zhì)量〃?=Ikg

的重錘動(dòng)能的增加量AEk=J，重錘重力勢(shì)能的減少量AEp=J,重錘下落

的實(shí)際加速度〃=m∕s2,a≠g的原因是.（結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）

答案③存在空氣阻力、紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間的阻力

解析做臉證機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓重錘做自由落體運(yùn)動(dòng)，則起始兩點(diǎn)距離為X=Tg產(chǎn)=96

m=mm,故選③；打下第點(diǎn)時(shí)，重錘的速度為=""'」SSm/s,從打下"0"點(diǎn)

到打下第點(diǎn)的過(guò)程中質(zhì)量〃?=Ikg的重錘動(dòng)能的增加量ΔEk=57%2-0=J,重錘重力

勢(shì)能的減少量AEp=,"gw,=J,由逐差法可得重錘下落的實(shí)際加速度α=Ei~X"。"'~顯"

=m∕s2,重錘下落過(guò)程受到空氣阻力、紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間的阻力.

3.（2023?浙江嘉興市測(cè)試）利用圖甲所示裝置完成“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn).

OABCDEF

O123456789101112

Cm

丙

（1）圖乙是某次實(shí)驗(yàn)得到的一條紙帶上的點(diǎn)，。點(diǎn)為打點(diǎn)的起始點(diǎn)，在紙帶上選取連續(xù)清晰的

點(diǎn)跡依次標(biāo)注A、B、C、D、E、F,取當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭為π√s2,重物的質(zhì)量為200g,

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50Hz.從。點(diǎn)至。點(diǎn)的過(guò)程中，重物的重力勢(shì)能變化量大小AEP

=J;打D點(diǎn)時(shí)重物的速度大小OD=m∕s.（計(jì)算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）

（2）紙帶上各計(jì)數(shù)點(diǎn)到起始點(diǎn)。的距離為h,各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的重物速度為。.小張同學(xué)欲通過(guò)繪

制v2-h圖線研究重物機(jī)械能是否守恒.圖內(nèi)中能得出重物下落過(guò)程中機(jī)械能守恒的圖線是

答案⑴（2）3

解析（1）從。點(diǎn)至。點(diǎn)的過(guò)程中，重物的重力勢(shì)能變化量大小

△Ep=mghoD=XxXlO~JQJ

。產(chǎn)第=仁笠m7s=m/,

（2）由機(jī)械能守恒定律可得mgh=^mv2

可得V1=Igh

故。2圖線是過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，且斜率∕=2g,故選B.

4.（2023?浙江強(qiáng)基聯(lián)盟統(tǒng)測(cè)）某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)利用如圖裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.

A

一

≡l

?=

β堂

=i

他們先用游標(biāo)卡尺測(cè)出小鋼球的直徑，如圖甲所示，讀數(shù)為cm,同時(shí)測(cè)出其質(zhì)量為

g;接著讀出兩個(gè)光電門的位置如圖乙所示，其中B光電門的位置為cm,A光電門的位置為

cm.他們把小球從懸掛點(diǎn)由靜止釋放，同時(shí)啟動(dòng)光電門記錄小球經(jīng)過(guò)兩個(gè)光電門所

用的時(shí)間分別為A=ms,B=ms,則小球由A點(diǎn)落到B點(diǎn)的過(guò)程中，減少的重力勢(shì)能為

J,經(jīng)過(guò)A的速度為m∕s（當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣热∕s2,兩空結(jié)果均保留2位

有效數(shù)字）.

-

-6(cm

≡-1

≡-2

≡-3——30

≡-

-4

≡R電—31

甲乙

答案

解析游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為15mm,游標(biāo)尺上第9個(gè)刻度和主尺上某一刻度對(duì)齊，游標(biāo)尺

的讀數(shù)為mm,所以游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為15mm÷mm=mm=Cm.A光電門的位置是30.50

cm.減少的重力勢(shì)能AEP=Zng/?=XlOPxx-30.50）X10-2JQ0.057J.小鋼球經(jīng)過(guò)A光電

門時(shí)的速度是OA=錯(cuò)誤！m∕s≈?2.4m∕s.

5.（2023?浙江省紹興三校聯(lián)考）某實(shí)驗(yàn)小組用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.將

一鋼球用細(xì)線系住懸掛在鐵架臺(tái)上，鋼球靜止于4點(diǎn).在鋼球底部豎直地粘住一寬度為"的

遮光條.在A的正下方固定一光電門.將鋼球拉至不同位置由靜止釋放，遮光條經(jīng)過(guò)光電門

的擋光時(shí)間，可由計(jì)時(shí)器測(cè)出，取。=§作為鋼球經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度.記錄鋼球每次下落

的高度h和計(jì)時(shí)器示數(shù)/,計(jì)算并比較鋼球在釋放點(diǎn)和A點(diǎn)之間重力勢(shì)能的變化量大小AEp

與動(dòng)能的變化量大小AEk,就能驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒.

⑴用AEk=J"/計(jì)算鋼球動(dòng)能變化量的大小，用刻度尺測(cè)量遮光條寬度，示數(shù)如圖乙所示，

其讀數(shù)為cm.某次測(cè)量中,計(jì)時(shí)器的示數(shù)為OS,則鋼球經(jīng)過(guò)A時(shí)的速度U=

m∕s（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）.

（2）下表為該實(shí)驗(yàn)小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

AEP（XIO-J）

2

ΛEk（×IOJ）

從表中發(fā)現(xiàn)AEp與△取之間存在差異，可能造成該差異的原因是.

A.用?Ev=mgh計(jì)算鋼球重力勢(shì)能的變化大小時(shí)，鋼球下落高度h