某同學(xué)利用光電門傳感器設(shè)計了一個研究小球自由下落時機械能是否守恒的實驗，實驗裝置如圖1所示，圖中A、B兩位置分別固定了兩個光電門傳感器．

（1）如圖2所示，實驗時用20分度游標(biāo)卡尺測得小球直徑為d=______cm；
（2）小球通過A的擋光時間為t1，通過B的擋光時間為t2．
（3）用刻度尺測出光電門A、B間的距離h，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，只需比較______是否相等，就可以證明在自由落體過程中小球的機械能是守恒的（用題目中涉及的物理量符號表示）．
（4）為減小實驗誤差，可采取的方法是______．
A．增大兩擋光片寬度dB．減小兩擋光片寬度d
C．增大兩擋光片間距hD．減小兩擋光片間距h．
（1）主尺讀數(shù)為1.0cm，游標(biāo)讀數(shù)為0.05×4=0.20mm，所以最終讀數(shù)為10.20mm=1.020cm．
（2）要驗證機械能守恒，即判斷重力勢能的減小量與 動能的增加量是否相等，重力勢能的減小量為mgh，
動能的增加量為：
1
2
 mvB2-
1
2
mvA2，而速度vB=
d
t2
，vA=
d
t1
，
即可比較（
d
t2
）2-（
d
t1
）2=2gh是否相等，從而可以證明在自由落體過程中小球的機械能是守恒的．
（3）為減小實驗誤差，結(jié)合上式，可得：可以減小擋光片寬度，也可以增大兩擋光片間距，故BC正確；
故答案為：（1）d=1.020；（3）（
d
t2
）2-（
d
t1
）2=2gh；（4）BC．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，由光滑細(xì)管組成的軌道固定在豎直平面內(nèi)，其中AB段和BC段是半徑為R的四分之一圓弧．一小球從距離水平地面高為H的管口D處靜止釋放，最后能夠從A點水平拋出落到地面上．若R可以變化，求：
（1）R的最大值；
（2）小球從A點平拋落地時的水平位移x的最大值．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，半徑為R光滑半圓形軌道豎直放置，與水平軌道相接于最低點．兩個質(zhì)量均為m的小球A、B以不同的速度進入軌道內(nèi)，A通過最高點C時，對管道上部壓力為3mg，B恰好通過最高點C，求A、B兩球落地點間的距離．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

在用落體法探究“動能與重力勢能的轉(zhuǎn)化和守恒”的實驗中：
（1）實驗器材除了鐵架臺、電源、紙帶、刻度尺、重物及夾子外，還需要有______（填選項前的字母）
A．秒表 B．天平 C．打點計時器D．彈簧秤
（2）重物拖著紙帶從高處自由下落，挑選一條點跡清晰的紙帶進行測量和計算，就可探究動能與重力勢能的轉(zhuǎn)化和守恒．實驗中發(fā)現(xiàn)重物重力勢能的減少量總是大于動能的增加量，其原因主要是______．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

某同學(xué)采用如圖所示的實驗裝置做“驗證機械能守恒定律”的實驗時，請指出這個實驗過程中產(chǎn)生誤差的主要原因（找出兩條即可）：______．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

在驗證機械能守恒定律的實驗中，下列說法正確的是 （　�。�
A．要用天平稱重錘質(zhì)量
B．選用質(zhì)量大的重錘可減少實驗誤差
C．實驗結(jié)果總是動能增加略小于重力勢能的減少
D．實驗結(jié)果總是動能增加略大于重力勢能的減少．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

在“驗證機械能守恒定律”的一次實驗中，質(zhì)量m的重物自由下落，如下圖所示，在紙帶上打出一系列的點，P是第一個點（實驗所用電源的頻率f=50Hz，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間=9.8m/s2），那么：
①在實驗中，除鐵架臺、夾子、打點計時器、電源、紙帶和重錘外，還需選用下述儀器中的哪種？______
A．秒表B．刻度尺C．天平D．彈簧秤
②打點計時器打下計數(shù)點B時，重物的速度vB=______m/s（保留到小數(shù)點后兩位）；
③從起點P到打下計數(shù)點B的過程中，物體的重力勢能減少量△EP=______m（保留到小數(shù)點后兩位）；
④實驗中重物增加的動能往往______（填“大于”、“等于”或“小于”）它所減少的勢能，產(chǎn)生這種情況的主要原因是______；
⑤若紙帶不慎斷裂，失去開頭部分的幾個點，______（填“能”或“不能”）根據(jù)剩下部分驗證機械能守恒定律．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

某學(xué)生利用“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置來測量一個質(zhì)量m=50g的鉤碼下落時的加速度值，該學(xué)生將鉤碼固定在紙帶下端，讓紙帶穿過打點計時器，實驗裝置如圖a所示．①以下是該同學(xué)正確的實驗操作和計算過程，請完成下面部分實驗步驟的有關(guān)內(nèi)容
A、按實驗裝置圖安裝器件
B、將打點計時器接到______（填直流或交流）電源上
C、先______，再______，然后______．
D、取下紙帶，取其中的一段標(biāo)出計數(shù)點如圖b所示，測出相鄰計數(shù)點間的距離分別為S1=2.60cm，S2=4.14cm，S3=5.69cm，S4=7.22cm，S5=8.75cm，S6=10.29cm
已知打點計時器的打點頻率是f=50Hz，則計算鉤碼下落加速度的表達式為a=______，代入數(shù)值，可得加速度a=______m/s2（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．
②該同學(xué)從實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，鉤碼下落時的加速度比實際的重力加速度�。疄榱擞行У乜s小這個實驗測得的加速度與實際的重力加速度之差，請你提出一個有效的改進方法：______．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖甲所示的裝置叫做阿特伍德機，是英國數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家阿特伍德（G?Atwood1746-1807）創(chuàng)制的一種著名力學(xué)實驗裝置，用來研究勻變速直線運動的規(guī)律．
某同學(xué)對該裝置加以改進后用來驗證機械能守恒定律，如圖乙所示．
（1）實驗時，該同學(xué)進行了如下步驟：
①將質(zhì)量均為M（A的含擋光片、B的含掛鉤）的重物用繩連接后，跨放在定滑輪上，處于靜止?fàn)顟B(tài)．測量出______（填“A的上表面”、“A的下表面”或“擋光片中心”）到光電門中心的豎直距離h．
②在B的下端掛上質(zhì)量為m的物塊C，讓系統(tǒng)中的物體由靜止開始運動，光電門記錄擋光片擋光的時間為△t．
③測出擋光片的寬度d，計算有關(guān)物理量，驗證守恒定律．
（2）如果系統(tǒng)（重物A、B以及物塊C）的機械能守恒，應(yīng)滿足的關(guān)系式為______（已知重力加速度為g）．
（3）引起該實驗系統(tǒng)誤差的原因有______（寫一條即可）．
（4）驗證實驗結(jié)束后，該同學(xué)突發(fā)奇想：如果系統(tǒng)（重物A、B以及物塊C）的機械能守恒，不斷增大物塊C的質(zhì)量m，重物B的加速度a也將不斷增大，那么a與m之間有怎樣的定量關(guān)系？a隨m增大會趨于一個什么值？
請你幫該同學(xué)解決，
①寫出a與m之間的關(guān)系式：______（還要用到M和g）
②a的值會趨于______．

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