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1. (2024高三下·河北模拟) 某实验小组设计了一个验证机械能守恒定律的实验，器材如图所示，固定转轴位于四分之一圆周的圆心位置，质量可忽略的硬杆连接在固定转轴上，另一端固定着一个体积较小的小球，小球与圆弧紧贴但不接触，圆心的正下方固定着一个光电门，圆周的最右侧竖直放置一个刻度尺，其0刻线与圆周的圆心处于同一水面面上。实验小组每次从不同的高度释放小球前，先读出小球所在位置的刻度h，然后释放小球，并从数字记录仪上读出小球从光电门位置经过的速度v，已知硬杆的长度 $\text{[math]}$ ，则
1. （1）实验过程中，（填“需要”或“不需要”）测量小球的质量，就能验证机械能守恒定律。
3. （2）若实验过程中，获得了一系列的实验数据，如下表所示，
  v²
  1.372
  1.176
  0.980
  0.784
  空白
  0.92
  h
  1.00
  2.00
  3.00
  4.00
  5.00
  6.00
  请在坐标纸中选取合适的标度，并做出 $\text{[math]}$ 图像，根据图像可知表格中写“空白”位置的数据应该是。（保留2位有效数字）
5. （3）小明同学在上述实验过程中，假如得到的实验图像不是严格的一条直线，那么，造成这种情况的原因可能是。
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1. (2024高三下·河北模拟) 某同学用如图甲所示装置验证机械能守恒定律时，所用交流电源的频率为50 Hz，得到如图乙所示的纸带．选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起点O的距离为s₀=19.00 cm，点A、C间的距离为s₁=8.36 cm，点C、E间的距离为s₂=9.88 cm，g取9.8 m/s² ，测得重物的质量为m=1 kg．
1. （1）下列做法正确的有____．
3. （2）选取O、C两点为初、末位置验证机械能守恒定律，重物减少的重力势能是J，打下C点时重物的速度大小是m/s.(结果保留三位有效数字)
5. （3）根据纸带算出打下各点时重物的速度v，量出下落距离s，则以 $\text{[math]}$ 为纵坐标、以s为横坐标画出的图象应是下面的．
7. （4）重物减少的重力势能总是略大于增加的动能，产生这一现象的原因是．(写出一条即可)
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1. (2024高三下·河北模拟) 某同学用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。把纸带的一端固定在重物（钩码）上，另一端穿过打点计时器的限位孔。用手竖直提起纸带，使重物停靠在打点计时器下方附近。接通电源，待打点计时器打点稳定后再松开纸带，让重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点。
1. （1）本实验打下的一条清晰的纸带如图乙所示，打点计时器使用的电源周期为T，图中各点都是计数点，相邻计数点之间还有4个点没有画出。
3. （2）测量A、B、C、D、E、F与O点的距离，分别用 $\text{[math]}$ 表示，则打下A、E两点时钩码的速度表达式为： $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。（用相应物理量的字母表示）
5. （3）对于钩码从A下落到E的过程，如果 $\text{[math]}$ 这一关系式近似成立，则表明钩码从A下落到E的过程机械能守恒。（用相应物理量的字母表示）
7. （4）本实验虽然不用测量钩码的质量，但是仍然要求尽量选用质量较大的钩码，这样做的主要原因是。
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1. (2024高三下·东莞模拟) 为了验证机械能守恒定律，小南设计了如图甲所示的实验装置。将细线一端固定于铁架台上O点，另一端连接一直径为d的小钢球，用刻度尺测得悬挂点O点到球心的距离为l ，在O点正下方固定一光电门，将光电门高度调节到合适高度。实验时，将小钢球拉至O点等高位置，并使细线处于伸直状态，由静止释放小钢球，测得小钢球经过光电门的时间为 $\text{[math]}$ 。已知当地重力加速度为g。
1. （1）实验中，用螺旋测微计测量小钢球直径，测量结果如图乙所示，则小钢球的直径 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。
3. （2）为验证机械能守恒，应满足的表达式为：（用题中所给的物理量表示）。
5. （3）若实验中测得动能的增加量大于重力势能的减少量，则可能的原因有：____。
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1. (2024高三下·广西模拟) 某实验小组利用如图甲所示的装置验证了机械能守恒定律，实验时完成了如下的操作：
a．首先接通气垫导轨，然后调节气垫导轨水平，将光电门固定在气垫导轨上，调节滑轮的高度使轻绳水平；
b．用游标卡尺测量遮光条的宽度d；
c．将质量为M的滑块（含遮光条）放在气垫导轨上，用轻绳跨过定滑轮，另一端拴接一个质量为m的钩码；
d．将钩码由静止释放，记录滑块经过光电门时的挡光时间t，测量出释放点到光电门的距离L；
e．改变钩码的个数n（每个钩码质量均为m），仍将滑块从同一位置静止释放，记录滑块经过光电门时相应的挡光时间。
1. （1）游标卡尺示数如图乙所示，则遮光条的宽度为cm；
3. （2）已知重力加速度为g，若所挂钩码的个数为n，系统的机械能守恒时，关系式成立（用已知和测量的物理量的字母表示）；
5. （3）利用记录的实验数据，以 $\text{[math]}$ 为横轴、 $\text{[math]}$ 为纵轴描绘出相应的图像，作出的图线斜率为k，若系统的机械能守恒，则 $\text{[math]}$ （用已知和测量的物理量的字母表示）。
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1. (2024高三下·威宁模拟) 某同学把带铁夹的铁架台、电火花计时器、纸带、质量为 $\text{[math]}$ 的重物甲和质量为 $\text{[math]}$ 的重物乙（ $\text{[math]}$ ）等器材组装成如图I所示的实验装置，以此研究系统机械能守恒。此外还准备了天平（砝码）、毫米刻度尺、导线等。
I II
1. （1）他进行了下面几个操作步骤，其中错误的步骤是__________。（填步骤前字母）
3. （2）如图乙所示，实验中得到一条比较理想的纸带，先记下第一个点O的位置。然后选取A、B、C、D四个相邻的计数点，相邻计数点间还有四个点未画出。分别测量出A、B、C、D到O点的距离分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，已知打点计时器使用交流电的频率为 $\text{[math]}$ ，打下B点时重物甲的速度 $\text{[math]}$ m/s（计算结果保留两位有效数字）。
5. （3）若当地的重力加速度为g，系统从O运动到B的过程中，在误差允许的范围内只要满足关系式，则表明系统机械能守恒（用给出物理量的符号表示）。
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1. (2024高一下·湖南月考) 某同学用如图所示的实验装置验证系统机械能守恒定律。实验操作步骤如下：
①用天平测出滑块和遮光条的质量M、钩码的质量m；
②调整气垫导轨水平，按图连接好实验装置，固定滑块；
③测量遮光条中点与光电门光源之间距离L及遮光条宽度d ，将滑块由静止释放，光电门记录遮光条遮光时间t；
④重复以上实验多次。
根据上述实验操作过程，回答下列问题：
1. （1）下列关于该实验的说法正确的是____；
3. （2）某同学测量得滑块和遮光条的质量 $\text{[math]}$ 、钩码的质量 $\text{[math]}$ 、遮光条宽度 $\text{[math]}$ ，某次实验中滑块静止时遮光条中点与光电门光源之间距离 $\text{[math]}$ ，遮光条遮光时间 $\text{[math]}$ ，当地重力加速度 $\text{[math]}$ 。遮光条通过光电门时 $\text{[math]}$ m/s，测量过程中系统重力势能的减少量 $\text{[math]}$ J，滑块和钩码增加的动能总和为 $\text{[math]}$ J。（结果均保留三位有效数字）
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1. (2024高一下·湖北月考) 某同学查阅资料得知：若弹簧劲度系数为k ，弹性形变为x ，则其弹性势能 $\text{[math]}$ 。据此设计了如图甲所示的的实验装置来验证系统的机械能守恒：铁架台上竖直悬挂一个轻弹簧，弹簧下端连接一质量为m的小钢球，小钢球平衡时的位置记为O ，在 O处安装一光电计时器， O正下方桌面设置位移传感器。现把小钢球竖直托高到弹簧刚好处于原长的位置A点，由静止释放，光电计时器测出第一次下落过程中小钢球挡光时间 $\text{[math]}$ ，同时由位移传感器在计算机上得到小钢球相对O点的位移-时间图像如图乙所示，从图像中可读出 $\text{[math]}$ 的数值。用刻度尺测得小钢球的直径为D ， D远小于AO之间的距离，重力加速度为 g ，弹簧始终处于弹性限度内且不能对光电门造成有效挡光。问：
1. （1）弹簧的劲度系数为。
3. （2）小钢球第一次通过O点的速度为。
5. （3）小钢球第一次由A到O的过程中，系统势能 $\text{[math]}$ 包括重力势能和弹性势能 $\text{[math]}$ 的减小量 $\text{[math]}$ ，动能的增加量 $\text{[math]}$ ，如果在误差许可范围内，有 $\text{[math]}$ 成立，就可以认为系统机械能守恒。 $\text{[math]}$ 用前文中的字母符号表达 $\text{[math]}$
7. （4）如果小钢球的释放位置略高于A点位置，则实验结果表现为 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。 $\text{[math]}$ 填“大于”、“小于”或“等于” $\text{[math]}$
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1. (2024高一下·上海市月考) 某同学想利用如图甲所示的装置计算出轻质弹簧的弹性势能的大小。她把轻质弹簧左端固定在光滑水平桌面上，右端与一小球接触而不固连；弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘。向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放，小球离开桌面后落到水平地面。设重力加速度大小为 $\text{[math]}$ ，小球的质量m ，小球抛出点到落地点的水平距离x ，桌面到地面的高度h。
回答下列问题：
1. （1）本实验中，弹簧被压缩得越短，小球做平抛运动的时间（填“越短”、“不变”、“越长”）。
3. （2）写出弹簧被压缩后的弹性势能E_p=（用已知的字母表示）。
5. （3）本实验中，测量的弹簧被压缩后的弹性势能E_p往往偏小，这是因为。（答出一条理由即可）
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1. (2024高三下·梅州模拟) 疫情期间“停课不停学”，小明同学在家用如图（a）所示的实验装置测量一轻质弹簧劲度系数k。已知图中所给小球的质量为m，水平轨道可视为光滑，B处装有光电门，可测量小球经过光电门的时间。下面是小明进行的一次实验：
1. （1）用游标卡尺测量小球的直径d如图（b）所示，记录小球的直径d=cm；
3. （2）将弹簧左端固定在挡板上；让小球与弹簧接触并压缩弹簧，记录压缩量x；
  由静止释放小球，测得小球通过光电门的时间t，则小球离开弹簧的速度v=；若已知弹簧弹性势能，k为劲度系数，x为形变量。则根据实验步骤中测得的物理量，可得k=。（用题中的m、d、x、t表示）
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