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1．(2023·黑龙江双鸭山市第一中学高三检测)做验证机械能守恒的实验时，学生按照图甲组
装好装置，把打点计时器接在频率为50 Hz的交流电源上，反复做了很多次，最终仅选出 4
条点迹清晰的纸带．测量纸带起始两点距离时，学生用手机正对纸带与测量的刻度尺拍照，
把照片放大到正常尺寸的 10倍，测出了精度更高的数据，分别是：①1.50 mm，②2.00
mm，③1.92 mm，④2.49 mm，为了选出最理想的一条纸带，学生查询得到当地重力加速
度g＝9.80 m/s2，通过推算，他们选择了编号为______________的纸带进行研究．
在选出的纸带上，0是打下的第一个点，在后面选取了3个连续的点，标上n－1、n、n＋
1，测得它们与0点的距离如图乙所示．则从打下“0”点到打下第“n”点的过程中质量m
＝1 kg的重锤动能的增加量ΔE ＝________ J，重锤重力势能的减少量ΔE ＝________ J，重
k p
锤 下 落 的 实 际 加 速 度 a ＝ __________ m/s2 ， a≠g 的 原 因 是
________________________________．(结果均保留3位有效数字)
2．(2023·江苏南通市通州区联考)图甲是验证机械能守恒定律的装置，气垫导轨上 A处安装
有一光电门，B处放置一滑块，滑块中央位置上固定一遮光条，气垫导轨的右端用若干块厚
度相同的小木板垫起，重力加速度为g.
(1)用游标卡尺测得遮光条的宽度如图乙，则遮光条的宽度d为________ mm；
(2)某次实验，滑块由静止释放，下落高度为h时遮光条经过光电门，光电门测得遮光时间
为t，若要验证滑块在下滑过程中机械能守恒，即需要验证等式__________成立(用题中所给
物理量的符号表示)；
(3)实验中，控制滑块由静止释放且运动到光电门的距离 L 不变，测量气垫导轨的总长度
1
L 、每块小木板的厚度D和距离L ，记录所垫小木板的个数n及光电门对应测量的时间t，
0 1
并计算出，数据如表所示．请根据数据在图丙中描点作图；实验次数 1 2 3 4 5
小木板块数n 1 2 3 4 5
2.02 4.03 6.04 8.04 10.06
(s－2)
×104 ×104 ×104 ×104 ×104
(4)根据实验中得到的－n 图像，判断滑块下滑过程中机械能守恒的依据是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
(5)某小组在实验中，控制所垫小木板的个数n不变，改变滑块到光电门的距离L，测量滑块
左端到光电门中心的距离L及遮光条经过光电门的时间t，经过计算发现滑块每次减小的势
能均总比增加的动能略小点，该小组认为是气垫导轨倾斜的角度偏大造成滑块下滑过程中机
械能不守恒的．你认为他们的分析是否正确？______，理由是______________________
________________________________________________________________________.
3．小明同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中红外线发射器、接收器
可记录小球的挡光时间．小明同学进行了如下操作：
(1)用螺旋测微器测小球的直径如图乙所示，则小球的直径为________ mm.
(2)该小球质量为m、直径为d.现使小球从红外线的正上方的高度h处自由下落，记录小球挡
光时间 t，已知重力加速度为 g，则小球下落过程中动能增加量的表达式 ΔE ＝
p
________________；重力势能减少量的表达式ΔE＝____________(均用所给字母表示)．
p
(3)改变小球下落高度h，多次重复实验，发现小球动能的增加量总是小于重力势能的减少量，
你认为可能的原因是_____________________________________________________(至少写出
一条)．
4．某同学利用如图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”，其中AB是四分之一圆弧轨道，O点为圆心，半径为L，圆弧的最低点A与水平面之间的高度为H.实验时将一可看作质点的
小球从圆弧上某点由静止释放，量出此时小球与圆心连线偏离竖直方向的角度θ.当小球滑到
圆弧最低点A时将水平抛出，用刻度尺测出小球平抛的水平距离 s.忽略所有摩擦及阻力，当
地重力加速度为g，试分析下列问题：
(1)小球在A点时的水平速度为v＝________(用题给字母表示)．
(2)保持其他条件不变，只改变θ角，得到不同的s值，以s2为纵坐标，以cos θ为横坐标作
图，如图乙中的图线a所示．另一同学重复此实验，得到的s2－cos θ图线如图乙中的图线b
所示，两图线不重合的原因可能是________．
A．两同学选择的小球质量不同
B．圆弧轨道的半径L不同
C．圆弧的最低点A与水平面之间的高度H不同
5．(2022·广东卷·11)某实验小组为测量小球从某一高度释放，与某种橡胶材料碰撞导致的机
械能损失，设计了如图(a)所示的装置，实验过程如下：
(1)让小球从某一高度由静止释放，与水平放置的橡胶材料碰撞后竖直反弹．调节光电门位
置，使小球从光电门正上方释放后，在下落和反弹过程中均可通过光电门．
(2)用螺旋测微器测量小球的直径，示数如图(b)所示，小球直径d＝______________ mm.
(3)测量时，应__________(选填“A”或“B”，其中A为“先释放小球，后接通数字计时
器”，B为“先接通数字计时器，后释放小球”)．记录小球第一次和第二次通过光电门的
遮光时间t 和t.
1 2
(4)计算小球通过光电门的速度，已知小球的质量为m，可得小球与橡胶材料碰撞导致的机
械能损失ΔE＝________________________(用字母m、d、t 和t 表示)．
1 2
(5)若适当调高光电门的高度，将会______(选填“增大”或“减小”)因空气阻力引起的测量
误差．
6．用如图甲所示的实验装置验证m、m 组成的系统机械能守恒．m 从高处由静止开始下落，
1 2 2
m 上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．
1图乙给出的是实验中获取的一条纸带，0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点
(图中未标出)，所用电源的频率为50 Hz.已知m ＝50 g、m ＝150 g．则：(结果均保留两位
1 2
有效数字)
(1)在纸带上打下计数点5时的速度v＝____ m/s；
5
(2)在打下0点到打下计数点5的过程中系统动能的增加量ΔE ＝________ J，系统重力势能
k
的减少量ΔE＝________ J；(当地的重力加速度g取10 m/s2)
p
(3)若某同学作出v2－h图像如图丙所示，则当地的重力加速度g＝________ m/s2.
7．某实验小组利用铁架台、弹簧、钩码、打点计时器、刻度尺等器材验证系统机械能守恒
定律，实验装置如图甲所示．弹簧的劲度系数为k，原长为L，钩码的质量为m.已知弹簧的
0
弹性势能表达式为E＝kx2，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量，当地的重力加速
度大小为g.
(1)在弹性限度内将钩码缓慢下拉至某一位置，测得此时弹簧的长度为 L.接通打点计时器电
源．从静止释放钩码，弹簧收缩，得到了一条点迹清晰的纸带．钩码加速上升阶段的部分纸
带如图乙所示，纸带上相邻两点之间的时间间隔均为T(在误差允许范围内，认为释放钩码
的同时打出 A 点)．从打出 A 点到打出 F 点时间内，弹簧的弹性势能减少量为________________________，钩码的动能增加量为________________，钩码的重力势能增加
量为________________．
(2)利用计算机软件对实验数据进行处理，得到弹簧弹性势能减少量、钩码的机械能增加量
分别与钩码上升高度h的关系，如图丙所示．由图丙可知，随着h增加，两条曲线在纵向的
间隔逐渐变大，主要原因是_______________________________________________________
_____________________________________________________________________________.
