在某次“验证机械能守恒定律”的实验中，质量为m kg的重锤自由下落，在纸带上打出一系列点，我们选择______的纸带进行数据处理．图中是一条已选出的纸带，已知相邻记数点的时间间隔为0.02s，打点时的起点是P．则打点计时器打下Q点时，重锤的速度v_Q=______m/s、重锤的重力势能减小量△E_p=______J、此过程中重锤动能的增加量△E_k=______J（取g=10m/s²）．

某同学利用图甲的实验装置来验证机械能守恒定律．
（1）该同学开始实验时情形如图甲所示，接通电源释放纸带．请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方：
a______；b______．
（2）实验中所用重物的质量m=1kg，经改正错误后，打出的纸带如图乙所示，O为重物由静止开始运动时打点计时器所打的第一个点，A、B、C、D为相邻的几个计数点，每两个相邻计数点的时间间隔为0.04s，测得OA=0.77cm、OB=3.07cm、OC=6.92cm、OD=12.30cm，查出当地的重力加速度g=9.80cm/s²，则重物在计时器打下B点时的动能E_kB=______J；从开始下落到打下B点的过程中，重物的重力势能减少量△E_p=______J．（结果保留三位有效数字）
（3）据纸带算出相关个点的速度v，并量出下落的距离h，以

v2

2

为纵轴，以h为横轴画出的图象应是图丙中的______．由此可说明机械能是守恒的，图象的斜率代表的物理量是______．

如图a所示，是利用重物自由下落验证机械能守恒定律的实验．
（1）某同学的实验操作步骤如下：
A．用天平测量出重锤的质量
B．按图示的装置安装器件
C．将打点计时器接到电源的直流输出端上
D．接通电源后释放纸带，打出一条纸带
E．换用另外的纸带，重复步骤D
F．选取合适的纸带
G．测量所选纸带上某些点之间的距离
H．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能和它增加的动能，比较二者是否相等
请你指出：①以上实验步骤中一个可以不必要的操作步骤是______；②操作有错误的实验步骤是______．（填字母代号）
（2）某实验小组打出了三条纸带，但是由于实验操作不规范，三条打点纸带的第1个点和第2个点之间的距离都明显的不接近2mm，于是他们选择了如图b所示的一条点迹清晰且在一条直线上的纸带进行数据处理．他们首先在所选择纸带的前四个点的上
方标上1、2、3、4，在后面适当的位置又选取了5个连续点，分别标上A、B、C、D、E；然后他们设计了三种数据处理方案来验证机械能守恒定律．



方案1：选择第1个点作为过程的起点，分别选择点B、C、D作为过程的终点，用刻度尺量出点A、B、C、D、E到第1个点的距离h₁、h₂、h₃、h₄、h₅，利用vn=

hn+1-hn-1

2T

算出重锤运动到点B、C、D时的速度，比较“mgh_n和

1

2

m

v

2n

”是否相等来验证机械能是否守恒．
方案2：选择第3个点作为过程的起点，分别选择点B、C、D作为过程的终点，用刻度尺量出点A、B、C、D、E到第3个点的距离h₁、h₂、h₃、h₄、h₅，再数出点B、C、D到第3个点的时间间隔数k，利用v_n=gkT算出重锤运动到点B、C、D时的速度，利用v₃=2gT求出打第3个点时重锤的速度，比较“mgh_n和（

1

2

m

v

2n

-

1

2

m

v

23

）”是否相等来验证机械能是否守恒．
方案3：选择第3个点作为过程的起点，分别选择点B、C、D作为过程的终点，用刻度尺量出点A、B、C、D、E到第3个点的距离h₁、h₂、h₃、h₄、h₅，利用

v

n

=

hn+1-hn-1

2T

算出重锤运动到点B、C、D时的速度，再测出第2个点到第4个点之间的距离S，利用v3=

S

2T

求出打第3个点时重锤的速度，比较“mgh_n和（

1

2

m

v

2n

-

1

2

m

v

23

）”是否相等来验证机械能是否守恒．
①你认为最合理的实验方案是______方案．
②你判断的理由是：______．
③利用你选择的数据处理方案，可求得D点对应的速度为v_D=______m/s（保留三位有效数字）．

（1）在验证机械能守恒定律的实验中，实验装置如图所示．实验要验证的是重物重力势能的减少量是否等于动能的增加量．以下步骤仅是实验操作中的一部分，请将必要的步骤挑选出来，并且按正确的顺序排列：______（填代号）．
A．把打点计时器固定在铁架台上，并用导线把它和交流电源连接起来
B．用天平称出重锤的质量
C．把纸带的一端固定在重锤上，另一端穿过打点计时器的限位孔，把重锤提升到一定的高度
D．用秒表测出重锤下落的时间
E．释放纸带
F．重复几次，得到3～5条符合要求的纸带
G．接通电源
（2）根据纸带算出相关各点的速度v，测量出由静止开始下落的距离h，以

v2

2

为纵轴，以h为横轴，画出的图线应是如图中的______，就证明机械能是守恒的，图象的斜率代表的物理量是______．

某研究性学习小组用如图（a）所示装置验证机械能守恒定律．让一个摆球由静止开始从A位置摆到B位置，若不考虑空气阻力，小球的机械能应该守恒，即

1

2

mv²=mgh．直接测量摆球到达B点的速度v比较困难．现让小球在B点处脱离悬线做平抛运动，利用平抛的特性来间接地测出v．
如图（a）中，悬点正下方P点处放有水平放置炽热的电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出作平抛运动．在地面上放上白纸，上面覆盖着复写纸，当小球落在复写纸上时，会在下面白纸上留下痕迹．
用重锤线确定出A、B点的投影点N、M．重复实验10次（小球每一次都从同一点由静止释放），球的落点痕迹如图（b）所示，图中米尺水平放置，零刻度线与M点对齐．用米尺量出AN的高度h₁、BM的高度h₂，算出A、B两点的竖直距离，再量出M、C之间的距离x，即可验证机械能守恒定律．已知重力加速度为g，小球的质量为m．
（1）根据图（b）可以确定小球平抛时的水平射程为______cm．
（2）用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v₀=______．
（3）用测出的物理量表示出小球从A到B过程中，重力势能的减少量△E_P=______，动能的增加量△E_K=______．

如图（a）为利用气垫导轨（滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略）“验证机械能守恒定律”的实验装置，请结合以下实验步骤完成填空．



（1）将气垫导轨放在水平桌面上，并调节至水平．
（2）用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出钩码的总质量m．用刻度尺测出两光电门中心之间的距离s，用游标卡尺测出挡光条的宽度l，见图（b），l的读数为______cm．
（3）将滑块移至光电门A左侧某处，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门B．读出滑块分别通过光电门A和光电门B时的挡光时间△t₁和△t₂．
（4）滑块通过光电门A和光电门B时，可以确定系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）的总动能分别为E_k1=______和E_k2=______．在滑块从光电门A运动到光电门B的过程中，系统势能的减少量△E_p=______．（已知重力加速度为g）
比较______和______，若在实验误差允许的范围内相等，即可认为机械能是守恒的．（所有物理量均用字母表示）

如图为利用气垫导轨（滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略）“验证机械能守恒定律”的实验装置，完成以下填空．



实验步骤如下：
①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1m，将导轨调至水平．
②测出挡光条的宽度l和两光电门中心之间的距离s．
③将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2．
④读出滑块分别通过光电门1和光电门2时的挡光时间△t₁和△t₂．
⑤用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m．
⑥滑块通过光电门1和光电门2时，可以确定系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）的总动能分别为E_k1=______和E_k2=______．
⑦在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少△E_p=______．（重力加速度为g）
⑧如果满足关系式______，则可认为验证了机械能守恒定律．

（1）在“用打点计时器验证重锤做自由落体运动的过程中机械能守恒”的实验中，设重物的质量为m，它下落距离为h时速度为v，考虑到实验中阻力不可避免，则根据实验数据得到的结果，应当是______．
A．

1

2

 mv²正好等于mgh           B．

1

2

 mv²一定小于mgh
C．

1

2

 mv²不一定等于mgh         D．

1

2

 mv²大于mgh
（2）上述实验中选出的一条纸带如下图所示．其中O点为起始点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个点，打点计时器通以50Hz的交流电，用最小刻度为mm的刻度尺，测得OA=11.13cm，OB=17.69cm，OC=25.9cm．记录的这三个数据中不符合有效数字要求的是______，应写成______cm．在记数点A和B之间、B和C之间还各有一个点未画出．重锤的质量是0.5kg．根据以上数据，打B点时，重锤的重力势能比开始减少了______ J，这时它的动能是______ J（g=9.8m/s²，结果取三位有效数字）．

如图，这是验证机械能守恒定律实验中得到的一条纸带．已知打点计时器每隔0.02s打一个点，当地的重力加速度g=9.80m/s²，测得所用重物的质量为1.00kg，A、B、C、D是连续打出的四个点，它们到起始点O（经过O点时的初速度等于零）的距离如图所示，则由图中数据可知，重物经过C点时的速率为______m/s，由O点运动到C点，动能的增加量等于7.56J，重力势能的减少量等于______J．由此得到的结论是：______．（取三位有效数字）．