用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对图中纸带上的点痕进行测量．


即可验证机械能守恒定律
①下面列举了该实验的几个操作步骤
A．按照图示的装置安装器件；
B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上
C．用天平测出重锤的质量；
D．先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带
E．测量纸带上某些点间的距离；
F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能
其中没有必要进行的步骤是______，操作不当的步骤是______．
②利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度．如图2所示是打出的一条纸带，选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E，测出各点之间的距离如图2所示．使用电流的频率为f，则计算重锤下落的加速度的表达式a=______．（用x₁、x₂、x₃、x₄及f表示）
③在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，其主要原因是重锤和纸带下落过程中存在阻力作用，可以通过该实验装置测阻力的大小，若已知当地重力加速度为g，还需要测量的物理量是______．

某同学在资料上发现弹簧振子的周期公式为T=2π

m k

，弹簧的弹性势能公式为成Ep=

1

2

kx2（式中k为弹簧的劲度系数，m为振子的质量，x为弹簧的形变量）．为了验证弹簧的弹性势能公式，他设计了如图甲所示的实验：轻弹簧的一端固定在水平光滑木板一端，另一端连接一个质量为M的滑块，滑块上竖直固定一个挡光条，每当挡光条挡住从光源A发出的细光束时，传感器B因接收不到光线就产生一个电信号，输入电脑后经电脑自动处理就能形成一个脉冲电压波形；开始时滑块静止在平衡位置恰好能挡住细光束．在木板的另一端有一个弹簧枪，发射出质量为m，速度为v0的弹丸，弹丸击中木块后留在木块中一起做简谐振动．
（1）系统在振动过程中，所具有的最大动能Ek=______；
（2）系统振动过程中，在电脑上所形成的脉冲电压波形如图乙所示，由图可知该系统的振动周期大小为：T=______；
（3）如果再测出滑块振动的振幅为A，利用资料上提供的两个公式求出系统振动过程中弹簧的最大弹性势能为：Ep=______；
通过本实验，根据机械能守恒，如发现Ek=Ep，即验证了弹簧的弹性势能公式的正确性

用DIS研究机械能守恒定律．将实验装置中的光电门传感器接入数据采集器，测定摆锤在某一位置的瞬时速度，从而求得摆锤在该位置的动能，同时输入摆锤的高度，求得摆锤在该位置的重力势能，进而研究势能和动能转化时的规律．实验中A、B、C、D四点高度为0.150m、0.100m、0.050m、0.000m，已由计算机默认，不必输入．现某位同学要测定摆锤在D点的瞬时速度．其实验装置如图所示，接着他点击“开始记录”，同时让摆锤从图中所示位置释放，计算机将摆锤通过光电门传感器的速度自动记录在表格的对应处，如图．
（1）请指出该同学实验中的错误之处：______
（2）图中计算机记录的数据与真实值相比将______（填“偏大”、“偏小”或“仍准确”）

DIS实验是利用现代信息技术进行的实验．学生实验“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图（a）所示，某组同学在一次实验中，选择DIS以图象方式显示实验的结果，所显示的图象如图（b）所示．图象的横轴表示小球距D点的高度h，纵轴表示摆球的重力势能E_p、动能E_k或机械能E．试回答下列问题：



（1）图（b）的图象中，表示小球的重力势能E_p、动能E_k、机械能E随小球距D点的高度h变化关系的图线分别是______（按顺序填写相应图线所对应的文字）．
（2）图（a）所示的实验装置中，小球起到______的作用，传感器K的名称是______．
（3）根据图（b）所示的实验图象，可以得出的结论是______．

某同学利用光电传感器设计了测定重力加速度的实验，实验装置如图所示，实验器材有带有标度的竖直杆、光电计时器、小钢球等，小钢球的初始位置与标度O平齐，O、A、B、C、D、E间距相等．竖直杆上端固定一个电磁铁，通电时，小钢球被吸在电磁铁上，断电时，小钢球自由下落．光电门可以在竖直杆上移动．
（1）某同学用游标卡尺测量小钢球的直径，如图所示，读数为______cm；


（2）先将光电门夹在A处，光电计时器记录下小钢球经过光电门的时间为t，量出OA的距离为h，小钢球的直径为d．则小钢球运动到光电门处的瞬时速度v=______，当地的重力加速为______（用题中所给字母表示）；
（3）该同学通过移动光电门在竖直杆上的位置进行多次实验，若某次实验时光电门计时器记录下小钢球经过光电门的时间为

1

2

t，请你判断此时光电门应固定在位置______处（选填“B”、“C”、“D”或“E”）．

在研究动能和势能转化规律的实验中，如图所示．
（1）小球下摆过程中的瞬时速度是采用______传感器和计算机系统测得的，一般情况下
以______点为零势能面．整个下摆过程中，小球的重力势能转化为动能，总的______保持不变．
（2）在研究动能和势能转化规律的实验中，下列做法中正确的是______
A．摆锤释放器在每次释放后都要调整高度
B．光电门传感器始终放在最低点
C．每次要用测平器使光电门传感器的红外发射孔对应于所要 求高度的水平线
D．金属圆柱体在摆动时不一定要通过光电孔．

学生实验“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图（a）所示，某组同学在一次实验中，选择DIS以图象方式显示实验的结果，所显示的图象如图（b）所示．图象的横轴表示小球距D点的高度h，纵轴表示小球的重力势能E_p、动能E_k或机械能E．试回答下列问题：



（1）在图（a）所示的实验装置中，固定于小球下端、宽度为△s，且不透光的薄片J是______，传感器K的名称是______．
（2）在图（b）所示的图象中，表示小球的重力势能E_p、动能E_k、机械能E随小球距D点的高度h变化关系的图线分别是______（按顺序填写相应图线所对应的文字）．
（3）根据图（b）所示的实验图象，可以得出的结论是______．

在《验证机械能守恒定律》的实验中，
（1）应选择第一、第二两点间的距离接近______的纸带．
（2）理论上，自由下落的物体，重力势能的减少______动能的增加．（填等于、大于、小于）在实际情况中，重力势能的减少______动能的增加．（填等于、大于、小于）

在《验证机械能守恒定律》的实验中，已备有：电火花计时器、纸带、刻度尺、带铁夹的铁架台，还需要的器材是（　　）

A．弹簧秤

B．天平

C．秒表

D．重锤

如图所示，将轻弹簧放在光滑的水平轨道上，一端与轨道的A端固定在一起，另一端正好在轨道的B端处，轨道固定在水平桌面的边缘上，桌边悬一重锤．利用该装置可以找出弹簧压缩时具有的弹性势能与压缩量之间的关系．
（1）为完成实验，还需下列哪些器材？答：______．
A．秒表   B．刻度尺  C．白纸 D．复写纸  E．小球   F．游标卡尺
（2）如果在实验中，得到弹簧压缩量x和小球离开桌面后的水平位移s的一些数据如下表，则得到的实验结论是______．

实验次序	1	2	3	4
x/cm	2.00	3.00	4.00	5.00
s/cm	10.20	15.14	20.10	25.30