資源簡介

(共28張PPT)
實驗六　驗證機械能守恒定律
必備知識·自主排查
關鍵能力·分層突破
必備知識·自主排查
一、基本原理與操作
原理裝置圖 操作要領
1.安裝：打點計時器豎直安裝；紙帶沿豎直方向拉直．
2．重物：選密度大、質量大的金屬塊，且靠近計時器處釋放．
3．打紙帶：讓重物自由下落，紙帶上打下一系列小點．
4．選紙帶：點跡清晰，且所選用的點在同一條直線上．
5．求速度：應用vn＝，不能用vn＝或vn＝gt計算．
二、數據處理
1．數據處理
(1)方案一：利用起始點和第n點計算：驗證ghn＝.
(2)方案二：任取較遠兩點A、B：驗證ghAB＝.
(3)方案三：圖象法，描繪出v2 h圖線．
2．結論
在實驗誤差允許的范圍內，自由落體運動過程機械能守恒．

(1)打點計時器要豎直：安裝打點計時器時要豎直架穩，使其兩限位孔在同一豎直平面內以減少摩擦阻力．
(2)重物密度要大：重物應選用質量大、體積小的物體．
(3)一先一后：應先接通電源，讓打點計時器正常工作，后松開紙帶讓重物下落．
(4)測長度，算速度：某時刻的瞬時速度的計算應用vn＝，不能用vn＝或vn＝gt來計算．
(5)誤差分析：一是測下落距離時都從0點量起，一次將各打點對應下落高度測量完，二是多測幾次取平均值．
(6)誤差來源：由于重物和紙帶下落過程中要克服阻力做功，故動能的增加量ΔEk＝必定稍小于重力勢能的減少量mghn，改進辦法是調整器材的安裝，盡可能地減小阻力．

關鍵能力·分層突破
考點一　教材原型實驗

例1. [2021·浙江6月，17(1)]
在“驗證機械能守恒定律”實驗中，小王用如圖1所示的裝置，讓重物從靜止開始下落，打出一條清晰的紙帶，其中的一部分如圖2所示．O點是打下的第一個點，A、B、C和D為另外4個連續打下的點．
①為了減小實驗誤差，對體積和形狀相同的重物，實驗時選擇密度大的理由是___________________________________.
②已知交流電頻率為50 Hz，重物質量為200 g，當地重力加速度g＝9.80 m/s2，則從O點到C點，重物的重力勢能變化量的絕對值|ΔEp|＝________ J、C點的動能EkC＝__________ J(計算結果均保留3位有效數字)．比較EkC與|ΔEp|的大小，出現這一結果的原因可能是________(單選)．
A.工作電壓偏高
B．存在空氣阻力和摩擦力
C．接通電源前釋放了紙帶
阻力與重力之比更小
0.542～0.550
0.570～0.590
C
解析：①要滿足機械能守恒，重物下降過程中只能受重力作用，故為了減小實驗誤差，重物下降過程受的阻力相比重力越小越好，故應選密度大的重物；②交流電頻率為50 Hz，則相鄰兩點的時間間隔T＝0.02 s，由紙帶可讀出xOC＝27.90 cm＝0.279 0 m，則從O點到C點重物的重力勢能變化量ΔEp＝mgxOC＝0.2×9.80×0.279 0 J≈0.547 J；從紙帶可讀出xOB＝23.30 cm，xOD＝33.00 cm，則vC＝＝2.425 m/s，則在C點處重物動能為EkC＝≈0.588 J；因為重物經過C點的動能比OC段減小的重力勢能大，故重物在O點時的速度不為零，故原因可能是接通電源前就釋放了紙帶，C正確；工作電壓偏高不會改變打點的時間間隔，只要紙帶上的點跡清晰，就不影響C點速度和xOC的測量，A錯誤；如果其它操作正確，由于存在空氣阻力和摩擦力，則會使重物過C點的動能比OC段減小的重力勢能小，B錯誤．
跟進訓練
1.圖1是某同學驗證機械能守恒定律實驗裝置，提供的器材如下：鐵架臺、電磁打點計時器、學生電源、導線若干、紙帶、重錘、鐵夾．當地的重力加速度g取9.8 m/s2.
(1)該同學還應補充的實驗器材是________．
(2)圖2是該同學將打點計時器連接至電源的情景，連接正確的是________(選填“甲”或“乙”)．
刻度尺　
乙
(3)該同學實驗中得到的一條紙帶如圖3所示，已知打點計時器無故障且打點正常，則由此判斷該同學在實驗中最有可能的錯誤操作是
___________________________________________________________.
先釋放紙帶，后接通電源
(4)該同學正確操作得到的一條紙帶如圖4所示，O點對應重錘做自由下落的初始位置，該同學從合適位置開始選取了三個連續的計數點A、B、C，OB距離已在圖中標出．該同學選擇OB段來驗證重錘的機械能是否守恒，則他還需________．
A．僅測量AC段的長度
B．僅測量AB段的長度
C．僅測量OC段的長度
D．僅測量OA段的長度
A
(5)他又從幾條紙帶中選擇了一條較為理想的紙帶，用刻度尺測得各計數點到O點的距離(單位：mm)如圖5所示，圖中O點是打點計時器打出的第一個點，A、B、C、D、E分別是每打兩個點取出的計數點(所用電源的頻率為50 Hz)．
若重錘的質量為0.05 kg，則重錘從開始下落到打B點時，減少的重力勢能是________ J，從重錘下落到打B點時增加的動能是________ J，據此得到的結論是____________________________________________.
(g取9.8 m/s2，結果保留三位有效數字)
9.56×10－2
9.40×10－2　
在實驗誤差允許的范圍內，重錘的機械能守恒
解析：(1)求紙帶的點與點之間的距離測量需要刻度尺；
(2)打點計時器連接的電源是交流電，故乙正確；
(3)由于紙帶上的點少且距離比較大，所以可能的操作是先釋放了紙帶后接通了電源；
(4)該同學選擇OB段來驗證重錘的機械能是否守恒，需要知道位移的同時還要需要知道末速度，所以根據勻變速直線運動的規律，需要測量AC的長度，然后計算出B點的速度即可，選項A正確；
(5)重錘從開始下落到B點時，減小的重力勢能
ΔEp＝mgh＝0.05×9.8×0.195 J≈9.56×10－2 J；
B點的瞬時速度
vB＝＝ m/s≈1.94 m/s，
從重錘下落到打B點時增加的動能
ΔEk＝＝×0.05×1.942 J≈9.40×10－2 J，在實驗誤差允許的范圍內，重錘的機械能守恒．
2．“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置如圖甲所示．
(1)甲同學按照正確的實驗步驟操作后，選出一條紙帶如圖乙所示，其中O點為打點計時器打下的第一個點．從紙帶上A點開始每隔一個點取一個計數點，取得兩個計數點B和C.該同學用刻度尺測得OA＝9.62 cm，OB＝15.89 cm，OC＝23.64 cm.已知打點計時器每0.02 s打一個點，重物的質量為m＝1.00 kg，取g＝9.80 m/s2.在OB段運動過程中，重物重力勢能的減少量ΔEp＝________ J，重物動能的增加量ΔEk＝________ J．(結果保留3位有效數字)
1.56
1.53
(2)乙同學利用該實驗裝置測定當地的重力加速度．打點計時器打出一條紙帶后，他利用紙帶測出了各計數點到打點計時器打下的第一個點的距離h，算出了各計數點對應的速度v，以h為橫軸，以v2為縱軸畫出了如圖丙所示的圖線．圖線明顯偏離原點，若測量和計算都沒有問題，其原因可能是________________________________．測出圖線的斜率為k，如果阻力不可忽略，則當地的重力加速度g________(填“大于”“等于”或“小于”)k.
先釋放重物，再接通打點計時器的電源
大于
解析：(1)在OB段運動過程中，重物重力勢能的減少量為ΔEp＝mgOB，代入數據解得ΔEp≈1.56 J，B點的速度大小為vB＝，代入數據解得vB≈1.75 m/s，則重物動能的增加量為ΔEk＝，代入數據解得ΔEk≈1.53 J.
(2)從圖丙中可以看出，當h＝0時，重物的速度不為0，說明操作中先釋放重物，再接通打點計時器的電源．若阻力不可忽略，假設平均阻力大小為f，打下第一個點時重物的速度為v0，則由動能定理可得mgh－fh＝，整理可得v2＝，故v2－h圖線的斜率為k＝g－考點二　拓展創新實驗

例2. [2021·河北卷，12]某同學利用圖1中的實驗裝置探究機械能變化量與力做功的關系．所用器材有：一端帶滑輪的長木板、輕細繩、50 g的鉤碼若干、光電門2個、數字計時器、帶遮光條的滑塊(質量為200 g，其上可放鉤碼)、刻度尺．當地重力加速度為.實驗操作步驟如下：
①安裝器材，調整兩個光電門距離為50.00 cm，輕細繩下端懸掛4個鉤碼，如圖1所示；
②接通電源，釋放滑塊，分別記錄遮光條通過兩個光電門的時間，并計算出滑塊通過兩個光電門的速度；
③保持繩下端懸掛4個鉤碼不變，在滑塊上依次增加一個鉤碼，記錄滑塊上所載鉤碼的質量，重復上述步驟；
④完成5次測量后，計算出每次實驗中滑塊及所載鉤碼的總質量M、系統(包含滑塊、滑塊所載鉤碼和輕細繩懸掛鉤碼)總動能的增加量ΔEk及系統總機械能的減少量ΔE，結果如下表所示．
M/kg 0.200 0.250 0.300 0.350 0.400
ΔEk/J 0.582 0.490 0.392 0.294 0.195
ΔE/J 0.398 0.490 0.686 0.785
回答下列問題：
(1)實驗中輕細繩所懸掛鉤碼重力勢能的減少量為________ J(保留3位有效數字)；
(2)步驟④中的表格所缺數據為________；
(3)以M為橫軸，ΔE為縱軸，選擇合適的標度，在圖2中繪出ΔE M圖象；
若只考慮滑塊與木板之間的摩擦力做功，則滑塊與木板之間的動摩擦因數為________(保留2位有效數字)．
0.980
0.588
0.40
解析：(1)實驗中輕細繩所懸掛鉤碼重力勢能的減少量ΔEp＝4mgL＝4×0.05 kg×9.80 m/s2×0.50 m＝0.980 J.
(2)根據能量守恒定律得ΔE3＝ΔEp－ΔEk3＝0.980 J－0.392 J＝0.588 J.
(3)根據表格中的數據描點、連線，得到ΔE M圖象如圖所示．由功能關系得ΔE＝μMgL＝μgLM，可知k＝μgL＝，解得μ＝0.40.
跟進訓練
3.[2022·8省聯考真題廣東卷]為了驗證小球在豎直平面內擺動過程的機械能是否守恒，利用如圖(a)裝置，不可伸長的輕繩一端系住一小球，另一端連接力傳感器，小球質量為m，球心到懸掛點的距離為L，小球釋放的位置到最低點的高度差為h，實驗記錄輕繩拉力大小隨時間的變化如圖(b)，其中Fm是實驗中測得的最大拉力值，重力加速度為g，請回答以下問題：
(1)小球第一次運動至最低點的過程，重力勢能的減少量ΔEp＝________，動能的增加量ΔEk＝________．(均用題中所給字母表示)
(2)觀察圖(b)中拉力峰值隨時間變化規律，試分析造成這一結果的主要原因：____________________________________________.
(3)為減小實驗誤差，實驗時應選用密度________(選填“較大”或“較小”)的小球．
mgh
空氣阻力做負功，機械能有損失　
較大
解析：(1)小球第一次擺動至最低點的過程中，重心下降了h，則重力勢能的減少量為ΔEp＝mgh，小球第一次擺動至最低點的過程中，初速度為零，最低點速度為vm，由牛頓第二定律有Fm－mg＝，而動能的增加量為ΔEk＝－0，聯立解得ΔEk＝.
(2)根據F t圖象可知，小球做周期性的擺動，每次經過最低點時拉力最大，而最大拉力逐漸變小，說明經過最低點的最大速度逐漸變小，主要原因是空氣阻力做負功，導致機械能有損失；
(3)為了減小因空氣阻力帶來的誤差，應選擇密度大體積小的球進行實驗．
4．[2021·山東卷，13]某乒乓球愛好者，利用手機研究乒乓球與球臺碰撞過程中能量損失的情況．實驗步驟如下：
①固定好手機，打開錄音功能；
②從一定高度由靜止釋放乒乓球；
③手機記錄下乒乓球與臺面碰撞的聲音，其隨時間(單位：s)的變化圖象如圖所示．
根據聲音圖象記錄的碰撞次序及相應碰撞時刻，如下表所示．
碰撞次序 1 2 3 4 5 6 7
碰撞時刻(s) 1.12 1.58 2.00 2.40 2.78 3.14 3.47
根據實驗數據，回答下列問題：
(1)利用碰撞時間間隔，計算出第3次碰撞后乒乓球的彈起高度為________ m(保留2位有效數字，當地重力加速度g＝9.80 m/s2)．
(2)設碰撞后彈起瞬間與該次碰撞前瞬間速度大小的比值為k，則每次碰撞損失的動能為碰撞前動能的________倍(用k表示)，第3次碰撞過程中k＝________(保留2位有效數字)．
(3)由于存在空氣阻力，第(1)問中計算的彈起高度________(填“高于”或“低于”)實際彈起高度．
0.20
1－k2
0.95
高于
解析：(1)第3次碰撞到第4次碰撞用時t0＝2.40 s－2.00 s＝0.40 s，根據豎直上拋運動的對稱性可知第3次碰撞后乒乓球彈起的高度為h0＝g＝×9.8×0.22 m≈0.20 m．(2)設碰撞后彈起瞬間的速度為v2，碰撞前瞬間的速度為v1，由題意知＝k，則每次碰撞損失的動能與碰撞前動能的比值為＝1－＝，第3次碰撞前瞬間的速度為第2次碰后從最高點落地瞬間的速度，即v＝gt＝×9.8 m/s＝2.058 m/s，第3次碰撞后瞬間的速度為v′＝gt′＝×9.8 m/s＝1.96 m/s，則第3次碰撞過程中k＝≈0.95.(3)由于存在空氣阻力，乒乓球在上升過程中受到向下的阻力和重力，根據能量的轉化與守恒可知，彈起后的動能一部分轉化為因空氣阻力做功產生的熱量，另一部分轉化為乒乓球的重力勢能，故乒乓球到達最高位置時，重力勢能的理論值大于實際值，所以第(1)問中計算的彈起高度高于實際彈起的高度．實驗六　驗證機械能守恒定律
必備知識·自主排查
一、基本原理與操作
原理裝置圖 操作要領
1.安裝：打點計時器豎直安裝；紙帶沿豎直方向拉直． 2．重物：選密度大、質量大的金屬塊，且靠近計時器處釋放． 3．打紙帶：讓重物自由下落，紙帶上打下一系列小點． 4．選紙帶：點跡清晰，且所選用的點在同一條直線上． 5．求速度：應用vn＝，不能用vn＝或vn＝gt計算．
二、數據處理
1．數據處理
(1)方案一：利用起始點和第n點計算：驗證ghn＝.
(2)方案二：任取較遠兩點A、B：驗證ghAB＝.
(3)方案三：圖象法，描繪出v2 h圖線．
2．結論
在實驗誤差允許的范圍內，自由落體運動過程機械能守恒．
(1)打點計時器要豎直：安裝打點計時器時要豎直架穩，使其兩限位孔在同一豎直平面內以減少摩擦阻力．
(2)重物密度要大：重物應選用質量大、體積小的物體．
(3)一先一后：應先接通電源，讓打點計時器正常工作，后松開紙帶讓重物下落．
(4)測長度，算速度：某時刻的瞬時速度的計算應用vn＝，不能用vn＝或vn＝gt來計算．
(5)誤差分析：一是測下落距離時都從0點量起，一次將各打點對應下落高度測量完，二是多測幾次取平均值．
(6)誤差來源：由于重物和紙帶下落過程中要克服阻力做功，故動能的增加量ΔEk＝必定稍小于重力勢能的減少量mghn，改進辦法是調整器材的安裝，盡可能地減小阻力．
關鍵能力·分層突破
考點一　教材原型實驗
例1. [2021·浙江6月，17(1)]
在“驗證機械能守恒定律”實驗中，小王用如圖1所示的裝置，讓重物從靜止開始下落，打出一條清晰的紙帶，其中的一部分如圖2所示．O點是打下的第一個點，A、B、C和D為另外4個連續打下的點．
①為了減小實驗誤差，對體積和形狀相同的重物，實驗時選擇密度大的理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
②已知交流電頻率為50 Hz，重物質量為200 g，當地重力加速度g＝9.80 m/s2，則從O點到C點，重物的重力勢能變化量的絕對值|ΔEp|＝________ J、C點的動能EkC＝________ J(計算結果均保留3位有效數字)．比較EkC與|ΔEp|的大小，出現這一結果的原因可能是________(單選)．
A.工作電壓偏高
B．存在空氣阻力和摩擦力
C．接通電源前釋放了紙帶
跟進訓練
1.圖1是某同學驗證機械能守恒定律實驗裝置，提供的器材如下：鐵架臺、電磁打點計時器、學生電源、導線若干、紙帶、重錘、鐵夾．當地的重力加速度g取9.8 m/s2.
(1)該同學還應補充的實驗器材是________．
(2)圖2是該同學將打點計時器連接至電源的情景，連接正確的是________(選填“甲”或“乙”)．
(3)該同學實驗中得到的一條紙帶如圖3所示，已知打點計時器無故障且打點正常，則由此判斷該同學在實驗中最有可能的錯誤操作是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
(4)該同學正確操作得到的一條紙帶如圖4所示，O點對應重錘做自由下落的初始位置，該同學從合適位置開始選取了三個連續的計數點A、B、C，OB距離已在圖中標出．該同學選擇OB段來驗證重錘的機械能是否守恒，則他還需________．
A．僅測量AC段的長度
B．僅測量AB段的長度
C．僅測量OC段的長度
D．僅測量OA段的長度
(5)他又從幾條紙帶中選擇了一條較為理想的紙帶，用刻度尺測得各計數點到O點的距離(單位：mm)如圖5所示，圖中O點是打點計時器打出的第一個點，A、B、C、D、E分別是每打兩個點取出的計數點(所用電源的頻率為50 Hz)．
若重錘的質量為0.05 kg，則重錘從開始下落到打B點時，減少的重力勢能是________ J，從重錘下落到打B點時增加的動能是________ J，據此得到的結論是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
(g取9.8 m/s2，結果保留三位有效數字)
2．“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置如圖甲所示．
(1)甲同學按照正確的實驗步驟操作后，選出一條紙帶如圖乙所示，其中O點為打點計時器打下的第一個點．從紙帶上A點開始每隔一個點取一個計數點，取得兩個計數點B和C.該同學用刻度尺測得OA＝9.62 cm，OB＝15.89 cm，OC＝23.64 cm.已知打點計時器每0.02 s打一個點，重物的質量為m＝1.00 kg，取g＝9.80 m/s2.在OB段運動過程中，重物重力勢能的減少量ΔEp＝________ J，重物動能的增加量ΔEk＝________ J．(結果保留3位有效數字)
(2)乙同學利用該實驗裝置測定當地的重力加速度．打點計時器打出一條紙帶后，他利用紙帶測出了各計數點到打點計時器打下的第一個點的距離h，算出了各計數點對應的速度v，以h為橫軸，以v2為縱軸畫出了如圖丙所示的圖線．圖線明顯偏離原點，若測量和計算都沒有問題，其原因可能是________________________________．測出圖線的斜率為k，如果阻力不可忽略，則當地的重力加速度g________(填“大于”“等于”或“小于”)k.
考點二　拓展創新實驗
例2. [2021·河北卷，12]某同學利用圖1中的實驗裝置探究機械能變化量與力做功的關系．所用器材有：一端帶滑輪的長木板、輕細繩、50 g的鉤碼若干、光電門2個、數字計時器、帶遮光條的滑塊(質量為200 g，其上可放鉤碼)、刻度尺．當地重力加速度為.實驗操作步驟如下：
①安裝器材，調整兩個光電門距離為50.00 cm，輕細繩下端懸掛4個鉤碼，如圖1所示；
②接通電源，釋放滑塊，分別記錄遮光條通過兩個光電門的時間，并計算出滑塊通過兩個光電門的速度；
③保持繩下端懸掛4個鉤碼不變，在滑塊上依次增加一個鉤碼，記錄滑塊上所載鉤碼的質量，重復上述步驟；
④完成5次測量后，計算出每次實驗中滑塊及所載鉤碼的總質量M、系統(包含滑塊、滑塊所載鉤碼和輕細繩懸掛鉤碼)總動能的增加量ΔEk及系統總機械能的減少量ΔE，結果如下表所示．
M/kg 0.200 0.250 0.300 0.350 0.400
ΔEk/J 0.582 0.490 0.392 0.294 0.195
ΔE/J 0.398 0.490 0.686 0.785
回答下列問題：
(1)實驗中輕細繩所懸掛鉤碼重力勢能的減少量為________ J(保留3位有效數字)；
(2)步驟④中的表格所缺數據為________；
(3)以M為橫軸，ΔE為縱軸，選擇合適的標度，在圖2中繪出ΔE M圖象；
若只考慮滑塊與木板之間的摩擦力做功，則滑塊與木板之間的動摩擦因數為________(保留2位有效數字)．
跟進訓練
3.[2022·8省聯考真題廣東卷]為了驗證小球在豎直平面內擺動過程的機械能是否守恒，利用如圖(a)裝置，不可伸長的輕繩一端系住一小球，另一端連接力傳感器，小球質量為m，球心到懸掛點的距離為L，小球釋放的位置到最低點的高度差為h，實驗記錄輕繩拉力大小隨時間的變化如圖(b)，其中Fm是實驗中測得的最大拉力值，重力加速度為g，請回答以下問題：
(1)小球第一次運動至最低點的過程，重力勢能的減少量ΔEp＝________，動能的增加量ΔEk＝________．(均用題中所給字母表示)
(2)觀察圖(b)中拉力峰值隨時間變化規律，試分析造成這一結果的主要原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
(3)為減小實驗誤差，實驗時應選用密度________(選填“較大”或“較小”)的小球．
4．[2021·山東卷，13]某乒乓球愛好者，利用手機研究乒乓球與球臺碰撞過程中能量損失的情況．實驗步驟如下：
①固定好手機，打開錄音功能；
②從一定高度由靜止釋放乒乓球；
③手機記錄下乒乓球與臺面碰撞的聲音，其隨時間(單位：s)的變化圖象如圖所示．
根據聲音圖象記錄的碰撞次序及相應碰撞時刻，如下表所示．
碰撞次序 1 2 3 4 5 6 7
碰撞時刻(s) 1.12 1.58 2.00 2.40 2.78 3.14 3.47
根據實驗數據，回答下列問題：
(1)利用碰撞時間間隔，計算出第3次碰撞后乒乓球的彈起高度為________ m(保留2位有效數字，當地重力加速度g＝9.80 m/s2)．
(2)設碰撞后彈起瞬間與該次碰撞前瞬間速度大小的比值為k，則每次碰撞損失的動能為碰撞前動能的________倍(用k表示)，第3次碰撞過程中k＝________(保留2位有效數字)．
(3)由于存在空氣阻力，第(1)問中計算的彈起高度________(填“高于”或“低于”)實際彈起高度．
實驗六　驗證機械能守恒定律
關鍵能力·分層突破
例1　解析：①要滿足機械能守恒，重物下降過程中只能受重力作用，故為了減小實驗誤差，重物下降過程受的阻力相比重力越小越好，故應選密度大的重物；②交流電頻率為50 Hz，則相鄰兩點的時間間隔T＝0.02 s，由紙帶可讀出xOC＝27.90 cm＝0.279 0 m，則從O點到C點重物的重力勢能變化量ΔEp＝mgxOC＝0.2×9.80×0.279 0 J≈0.547 J；從紙帶可讀出xOB＝23.30 cm，xOD＝33.00 cm，則vC＝＝2.425 m/s，則在C點處重物動能為EkC＝≈0.588 J；因為重物經過C點的動能比OC段減小的重力勢能大，故重物在O點時的速度不為零，故原因可能是接通電源前就釋放了紙帶，C正確；工作電壓偏高不會改變打點的時間間隔，只要紙帶上的點跡清晰，就不影響C點速度和xOC的測量，A錯誤；如果其它操作正確，由于存在空氣阻力和摩擦力，則會使重物過C點的動能比OC段減小的重力勢能小，B錯誤．
答案：①阻力與重力之比更小(或其它合理解釋)　②0.542～0.550　0.570～0.590　C
1．解析：(1)求紙帶的點與點之間的距離測量需要刻度尺；
(2)打點計時器連接的電源是交流電，故乙正確；
(3)由于紙帶上的點少且距離比較大，所以可能的操作是先釋放了紙帶后接通了電源；
(4)該同學選擇OB段來驗證重錘的機械能是否守恒，需要知道位移的同時還要需要知道末速度，所以根據勻變速直線運動的規律，需要測量AC的長度，然后計算出B點的速度即可，選項A正確；
(5)重錘從開始下落到B點時，減小的重力勢能
ΔEp＝mgh＝0.05×9.8×0.195 J≈9.56×10－2 J；
B點的瞬時速度
vB＝＝ m/s≈1.94 m/s，
從重錘下落到打B點時增加的動能
ΔEk＝＝×0.05×1.942 J≈9.40×10－2 J，在實驗誤差允許的范圍內，重錘的機械能守恒．
答案：(1)刻度尺　(2)乙
(3)先釋放紙帶，后接通電源　(4)A
(5)9.56×10－2　9.40×10－2　在實驗誤差允許的范圍內，重錘的機械能守恒
2．解析：(1)在OB段運動過程中，重物重力勢能的減少量為ΔEp＝mgOB，代入數據解得ΔEp≈1.56 J，B點的速度大小為vB＝，代入數據解得vB≈1.75 m/s，則重物動能的增加量為ΔEk＝，代入數據解得ΔEk≈1.53 J.
(2)從圖丙中可以看出，當h＝0時，重物的速度不為0，說明操作中先釋放重物，再接通打點計時器的電源．若阻力不可忽略，假設平均阻力大小為f，打下第一個點時重物的速度為v0，則由動能定理可得mgh－fh＝，整理可得v2＝，故v2－h圖線的斜率為k＝g－答案：(1)1.56　1.53　(2)先釋放重物，再接通打點計時器的電源　大于
例2　解析：(1)實驗中輕細繩所懸掛鉤碼重力勢能的減少量ΔEp＝4mgL＝4×0.05 kg×9.80 m/s2×0.50 m＝0.980 J.
(2)根據能量守恒定律得ΔE3＝ΔEp－ΔEk3＝0.980 J－0.392 J＝0.588 J.
(3)根據表格中的數據描點、連線，得到ΔE M圖象如圖所示．由功能關系得ΔE＝μMgL＝μgLM，可知k＝μgL＝，解得μ＝0.40.
答案：(1)0.980　(2)0.588　(3)如圖所示　0.40
3．解析：(1)小球第一次擺動至最低點的過程中，重心下降了h，則重力勢能的減少量為ΔEp＝mgh，小球第一次擺動至最低點的過程中，初速度為零，最低點速度為vm，由牛頓第二定律有Fm－mg＝，而動能的增加量為ΔEk＝－0，聯立解得ΔEk＝.
(2)根據F t圖象可知，小球做周期性的擺動，每次經過最低點時拉力最大，而最大拉力逐漸變小，說明經過最低點的最大速度逐漸變小，主要原因是空氣阻力做負功，導致機械能有損失；
(3)為了減小因空氣阻力帶來的誤差，應選擇密度大體積小的球進行實驗．
答案：(1)mgh　　(2)空氣阻力做負功，機械能有損失　(3)較大
4．解析：(1)第3次碰撞到第4次碰撞用時t0＝2.40 s－2.00 s＝0.40 s，根據豎直上拋運動的對稱性可知第3次碰撞后乒乓球彈起的高度為h0＝g＝×9.8×0.22 m≈0.20 m．(2)設碰撞后彈起瞬間的速度為v2，碰撞前瞬間的速度為v1，由題意知＝k，則每次碰撞損失的動能與碰撞前動能的比值為＝1－＝，第3次碰撞前瞬間的速度為第2次碰后從最高點落地瞬間的速度，即v＝gt＝×9.8 m/s＝2.058 m/s，第3次碰撞后瞬間的速度為v′＝gt′＝×9.8 m/s＝1.96 m/s，則第3次碰撞過程中k＝≈0.95.(3)由于存在空氣阻力，乒乓球在上升過程中受到向下的阻力和重力，根據能量的轉化與守恒可知，彈起后的動能一部分轉化為因空氣阻力做功產生的熱量，另一部分轉化為乒乓球的重力勢能，故乒乓球到達最高位置時，重力勢能的理論值大于實際值，所以第(1)問中計算的彈起高度高于實際彈起的高度．
答案：(1)0.20　(2)1－k2　0.95　(3)高于

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