某物理兴趣小组的同学用如图甲所示装置验证机械能守恒定律，轻绳一端固定在光滑固定转轴O处，另...

某物理兴趣小组的同学用如图甲所示装置验证机械能守恒定律，轻绳一端固定在光滑固定转轴O处，另一端系一小球．

（1）张小明同学在小球运动的最低点和最高点附近分别放置了一组光电门，用螺旋测微器测出了小球的直径，如图乙所示，则小球的直径d＝____ mm，使小球在竖直面内做圆周运动，测出小球经过最高点的挡光时间为Δt1，经过最低点的挡光时间为Δt2.

（2）戴小军同学在光滑水平转轴O处安装了一个拉力传感器，已知当地重力加速度为g.现使小球在竖直平面内做圆周运动，通过拉力传感器读出小球在最高点时绳上的拉力大小是F1，在最低点时绳上的拉力大小是F2.

（3）如果要验证小球从最低点到最高点机械能守恒，张小明同学还需要测量的物理量有_____（填字母代号）．戴小军同学还需要测量的物理量有______（填字母代号）．

A．小球的质量m　　　 B．轻绳的长度L　　 C．小球运行一周所需要的时间T

（4）根据张小明同学的思路，请你写出验证小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的表达式：________________　 (用题目所给得字母表示）

（5）根据戴小军同学的思路，请你写出验证小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的表达式：____________________　 (用题目所给得字母表示）

高三物理实验题中等难度题查看答案及解析

实验小组的同学做“验证机械能守恒定律”的实验。量角器中心O点和细线的一个端点重合，并且固定好；细线另一端系一个小球，当小球静止不动时，量角器的零刻度线与细线重合，在小球所在位置安装一个光电门。实验装置如图所示。本实验需要测的物理量有：小球的直径d，细线长度L，小球通过光电门的时间∆t，小球由静止释放时细线与竖直方向的夹角为θ。

（1）除了光电门、量角器、细线外，还有如下器材可供选用：

A．直径约2 cm的均匀铁球

B．直径约5 cm的均匀木球

C．天平

D．时钟

E．最小刻度为毫米的米尺

F．游标卡尺

实验小组的同学选用了最小刻度为毫米的米尺，他们还需要从上述器材中选择________（填写器材前的字母标号）。

（2）测出小球的直径为d，小球通过光电门的时间为∆t，可得小球经过最低点的瞬时速度v=_______。测小球直径时游标尺位置如下图所示，用精确度为0.1mm的游标卡尺测得一物体的长度为1.34cm，这时候游标尺上的第________条刻度线与主尺上的_________mm刻度线对齐．

（3）若在实验误差允许的范围内，满足_____________________，即可验证机械能守恒定律（用题给字母表示，当地重力加速度为g）。

（4）通过改变小球由静止释放时细线与竖直方向的夹角θ，测出对应情况下，小球通过光电门的速度v，为了直观地判断机械能是否守恒，应作_______________图象。

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在“验证机械能守恒定律”实验中，某研究小组采用了如图甲所示的实验装置。实验的主要步骤是：在一根不可伸长的细线一端系住一金属小球，另一端固定于竖直黑板上的O 点，记下小球静止时球心的位置O'，粗略测得OO'两点之间的距离约为0．5m，通过O'作出一条水平线PQ。在O'附近位置放置一个光电门，以记下小球通过O'时的挡光时间。现将小球拉离至球心距PQ 高度为h 处由静止释放，记下小球恰好通过光电门时的挡光时间t。重复实验若干次。问：

（1）如图乙，用游标卡尺测得小球的直径d= ________cm

（2）多次测量记录h 与△t 数值如下表：

请在答题纸的坐标图中作出与h 的图像，指出图像的特征________，并解释形成的原因________。

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在“验证机械能守恒定律”实验中，某研究小组采用了如图甲所示的实验装置。实验的主要步骤是：在一根不可伸长的细线一端系住一金属小球，另一端固定于竖直黑板上的O 点，记下小球静止时球心的位置O'，粗略测得OO'两点之间的距离约为0．5m，通过O'作出一条水平线PQ。在O'附近位置放置一个光电门，以记下小球通过O'时的挡光时间。现将小球拉离至球心距PQ 高度为h 处由静止释放，记下小球恰好通过光电门时的挡光时间t。重复实验若干次。问：

（1）如图乙，用游标卡尺测得小球的直径d= ________mm

（2）多次测量记录h 与△t 数值如下表：

请在答题纸的坐标图中作出与h 的图像________，指出图像的特征________，并解释形成的原因________。

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某同学用小球摆动的方法验证机械能守恒定律。实验装置如图所示，用不可伸长的细线一端穿过中间带有小孔的金属球并固定，将细线的另一端固定在铁架台上的悬点O，O点的正下方固定一光电门，接好光电计时器。

小球下端固定宽度d=1cm的遮光板，小球摆动到最低点时遮光板刚好通过光电门。实验时将细线拉至水平时恰好对准量角器的0刻度，然后自由释放。已知小球的质量m=50g，从悬点到球心的距离L=1m，小球直径为D(L＞＞D)，下表中记录了小球分别从不同角度释放时的角度和遮光板通过光电门的时间。

回答下列问题：

(1)小球从60°角度释放时，小球经过光电门的速度大小为______m/s(结果保留三位有效数字)。

(2)小球从0°角度释放时，下落到最低点的过程中，小球重力势能的减少量为_____J，动能的增加量为_____J。(g取，结果保留两位有效数字)

(3)任何实验都存在实验误差，写出本实验减小误差的方法：_____________ ，________________(至少两条)。

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某同学用小球摆动的方法验证机械能守恒定律。实验装置如图所示，用不可伸长的细线一端穿过中间带有小孔的金属球并固定，将细线的另一端固定在铁架台上的悬点O，O点的正下方固定一光电门，接好光电计时器。

小球下端固定宽度d=1cm的遮光板，小球摆动到最低点时遮光板刚好通过光电门。实验时将细线拉至水平时恰好对准量角器的0刻度，然后自由释放。已知小球的质量m=50g，从悬点到球心的距离L=1m，小球直径为D(L＞＞D)，下表中记录了小球分别从不同角度释放时的角度和遮光板通过光电门的时间。

回答下列问题：

(1)小球从60°角度释放时，小球经过光电门的速度大小为______m/s(结果保留三位有效数字)。

(2)小球从0°角度释放时，下落到最低点的过程中，小球重力势能的减少量为_____J，动能的增加量为_____J。(g取，结果保留两位有效数字)

(3)任何实验都存在实验误差，写出本实验减小误差的方法：_____________ ，________________(至少两条)。

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某实验中学的物理兴趣实验小组利用如图甲所示的实验装置验证系统的机械能守恒定律．将一气垫导轨倾斜地固定在水平桌面上，导轨的倾角为，在气垫导轨的左端固定一光滑的定滑轮，在靠近滑轮的B处固定一光电门，将质量为m的小球通过一质量不计的细线与一带有遮光板的总质量为M的滑块相连接．现将带有遮光板的滑块由气垫导轨的A处由静止释放，通过计算机测出遮光板的挡光时间为t，用游标卡尺测出遮光板的宽度为b，用刻度尺测出A、B之间的距离为d．假设滑块在B处的瞬时速度等于挡光时间t内的平均速度．由以上的叙述回答下列问题：

(1)若游标卡尺的读数如图乙所示，则遮光板的宽度为______mm；

(2)滑块到达光电门B处的瞬时速度vB为__________；(用字母表示)

(3)如果该小组的同学测得气垫导轨的倾角，在滑块由A点运动到B点的过程中，系统动能增加量为______，系统重力势能减少量为______，若在误差允许的范围内，则滑块与小球组成的系统机械能守恒．重力加速度用g表示．(以上结果均用字母表示)

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某实验中学的物理兴趣实验小组利用如图甲所示的实验装置验证系统的机械能守恒定律。

将一气垫导轨倾斜地固定在水平桌面上，导轨的倾角为θ，在气垫导轨的左端固定一光滑的定滑轮，在靠近滑轮的B处固定一光电门，将质量为m的小球通过一质量不计的细线与一带有遮光板的总质量为M的滑块相连接。现将带有遮光板的滑块由气垫导轨的A处由静止释放，通过计算机测出遮光板的挡光时间为t，用游标卡尺测出遮光板的宽度为b，用刻度尺测出A、B之间的距离为d。假设滑块在B处的瞬时速度等于挡光时间t内的平均速度。

由以上的叙述回答下列问题：

(1)若游标卡尺的读数如图乙所示，则遮光板的宽度为________ mm；

(2)滑块到达光电门B处的瞬时速度vB为＝________；(用字母表示)

(3)如果该小组的同学测得气垫导轨的倾角θ＝30°，在滑块由A点运动到B点的过程中，系统动能增加量ΔEk为 ________，系统重力势能减少量ΔEp为________，若在误差允许的范围内ΔEk＝ΔEp，则滑块与小球组成的系统机械能守恒。重力加速度用g表示。(以上结果均用字母表示)

(4)在验证了机械能守恒定律后，该小组的同学多次改变A、B间的距离d，并作出了v2－d图象，如图丙所示，如果M＝m，则g＝________ m/s2。

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某实验小组用如图所示的装置，来做“验证机械能守恒定律”的实验其中，量角器的中心和长为的细线的一个端点重合，并且固定在一起细线的另一端系一个质量为、半径为的小球，当小球静止时量角器的零刻度线与细线重合，在小球所在位置固定安装一个光电门，当小球由处静止释放时，细线与竖直方向的夹角为，重力加速度为。则：

（1）在实验中测得小球通过光电门的时间为，那么，小球通过最低点的瞬时速度为__。

（2）如图所示，当用精确度为的游标尺来测量小球直径时，测得小球的直径为，那么，这时游标卡尺上的第__条刻度线与主尺上的第__刻度线对齐。

（3）若在实验误差允许的范围内，满足__，即可验证机械能守恒定律（用题中字母来表示）。

（4）通过改变小球由静止释放时，细线与竖直方向的夹角，测出相应情况下，小球通过光电门的时间，为了形象、直观地验证机械能是否守恒，在平面直角坐标系中，为使图象是经过坐标原点的直线那么，图象的横坐标为__，纵坐标为。

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某同学用如图甲所示装置验证机械能守恒定律，力传感器固定在天花板上，细线一端吊着小球，一端连在力传感器上传感器显示细线拉力的大小。小球的质量为m，当地的重力加速度为g。

(1)实验开始前，用游标卡尺测出小球的直径，示数如图乙所示，则小球的直径D=________mm。再让小球处于自然悬挂状态，测出悬线的长为L。

(2)将小球拉离平衡位置使细线与竖直方向成一定的张角θ，由静止释放小球，使小球在竖直面内做往复运动，力传感器测出悬线的拉力随时间变化的关系如图丙所示，则小球运动到最低点时速度的大小为v=________。小球摆到最高点时与最低点的高度差h=________(均用已知和测量物理量的符号表示)

(3)验证机械能守恒定律成立的表达式为________________(用已知和测量物理量的符号表示)。

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