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    某同学利用光电门传感器设计了一个研究小球自由下落时机械能是否守恒的实验，实验装置如图1所示，图中A、B两位置分别固定了两个光电门传感器．

    （1）如图2所示，实验时用20分度游标卡尺测得小球直径为d=______cm；
    （2）小球通过A的挡光时间为t1，通过B的挡光时间为t2．
    （3）用刻度尺测出光电门A、B间的距离h，已知当地的重力加速度为g，只需比较______是否相等，就可以证明在自由落体过程中小球的机械能是守恒的（用题目中涉及的物理量符号表示）．
    （4）为减小实验误差，可采取的方法是______．
    A．增大两挡光片宽度dB．减小两挡光片宽度d
    C．增大两挡光片间距hD．减小两挡光片间距h．
    （1）主尺读数为1.0cm，游标读数为0.05×4=0.20mm，所以最终读数为10.20mm=1.020cm．
    （2）要验证机械能守恒，即判断重力势能的减小量与 动能的增加量是否相等，重力势能的减小量为mgh，
    动能的增加量为：
    1
    2
     mvB2-
    1
    2
    mvA2，而速度vB=
    d
    t2
    ，vA=
    d
    t1
    ，
    即可比较（
    d
    t2
    ）2-（
    d
    t1
    ）2=2gh是否相等，从而可以证明在自由落体过程中小球的机械能是守恒的．
    （3）为减小实验误差，结合上式，可得：可以减小挡光片宽度，也可以增大两挡光片间距，故BC正确；
    故答案为：（1）d=1.020；（3）（
    d
    t2
    ）2-（
    d
    t1
    ）2=2gh；（4）BC．
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    相关习题

    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图所示，由光滑细管组成的轨道固定在竖直平面内，其中AB段和BC段是半径为R的四分之一圆弧．一小球从距离水平地面高为H的管口D处静止释放，最后能够从A点水平抛出落到地面上．若R可以变化，求：
    （1）R的最大值；
    （2）小球从A点平抛落地时的水平位移x的最大值．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图所示，半径为R光滑半圆形轨道竖直放置，与水平轨道相接于最低点．两个质量均为m的小球A、B以不同的速度进入轨道内，A通过最高点C时，对管道上部压力为3mg，B恰好通过最高点C，求A、B两球落地点间的距离．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    在用落体法探究“动能与重力势能的转化和守恒”的实验中：
    （1）实验器材除了铁架台、电源、纸带、刻度尺、重物及夹子外，还需要有______（填选项前的字母）
    A．秒表 B．天平 C．打点计时器D．弹簧秤
    （2）重物拖着纸带从高处自由下落，挑选一条点迹清晰的纸带进行测量和计算，就可探究动能与重力势能的转化和守恒．实验中发现重物重力势能的减少量总是大于动能的增加量，其原因主要是______．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：填空题

    某同学采用如图所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”的实验时，请指出这个实验过程中产生误差的主要原因（找出两条即可）：______．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：多选题

    在验证机械能守恒定律的实验中，下列说法正确的是 （　　）
    A．要用天平称重锤质量
    B．选用质量大的重锤可减少实验误差
    C．实验结果总是动能增加略小于重力势能的减少
    D．实验结果总是动能增加略大于重力势能的减少．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    在“验证机械能守恒定律”的一次实验中，质量m的重物自由下落，如下图所示，在纸带上打出一系列的点，P是第一个点（实验所用电源的频率f=50Hz，当地的重力加速度为g=9.8m/s2），那么：
    ①在实验中，除铁架台、夹子、打点计时器、电源、纸带和重锤外，还需选用下述仪器中的哪种？______
    A．秒表B．刻度尺C．天平D．弹簧秤
    ②打点计时器打下计数点B时，重物的速度vB=______m/s（保留到小数点后两位）；
    ③从起点P到打下计数点B的过程中，物体的重力势能减少量△EP=______m（保留到小数点后两位）；
    ④实验中重物增加的动能往往______（填“大于”、“等于”或“小于”）它所减少的势能，产生这种情况的主要原因是______；
    ⑤若纸带不慎断裂，失去开头部分的几个点，______（填“能”或“不能”）根据剩下部分验证机械能守恒定律．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    某学生利用“验证机械能守恒定律”的实验装置来测量一个质量m=50g的钩码下落时的加速度值，该学生将钩码固定在纸带下端，让纸带穿过打点计时器，实验装置如图a所示．①以下是该同学正确的实验操作和计算过程，请完成下面部分实验步骤的有关内容
    A、按实验装置图安装器件
    B、将打点计时器接到______（填直流或交流）电源上
    C、先______，再______，然后______．
    D、取下纸带，取其中的一段标出计数点如图b所示，测出相邻计数点间的距离分别为S1=2.60cm，S2=4.14cm，S3=5.69cm，S4=7.22cm，S5=8.75cm，S6=10.29cm
    已知打点计时器的打点频率是f=50Hz，则计算钩码下落加速度的表达式为a=______，代入数值，可得加速度a=______m/s2（计算结果保留三位有效数字）．
    ②该同学从实验结果发现，钩码下落时的加速度比实际的重力加速度小．为了有效地缩小这个实验测得的加速度与实际的重力加速度之差，请你提出一个有效的改进方法：______．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    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（G?Atwood1746-1807）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．
    （1）实验时，该同学进行了如下步骤：
    ①将质量均为M（A的含挡光片、B的含挂钩）的重物用绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态．测量出______（填“A的上表面”、“A的下表面”或“挡光片中心”）到光电门中心的竖直距离h．
    ②在B的下端挂上质量为m的物块C，让系统中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片挡光的时间为△t．
    ③测出挡光片的宽度d，计算有关物理量，验证守恒定律．
    （2）如果系统（重物A、B以及物块C）的机械能守恒，应满足的关系式为______（已知重力加速度为g）．
    （3）引起该实验系统误差的原因有______（写一条即可）．
    （4）验证实验结束后，该同学突发奇想：如果系统（重物A、B以及物块C）的机械能守恒，不断增大物块C的质量m，重物B的加速度a也将不断增大，那么a与m之间有怎样的定量关系？a随m增大会趋于一个什么值？
    请你帮该同学解决，
    ①写出a与m之间的关系式：______（还要用到M和g）
    ②a的值会趋于______．

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