資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
專題6.5機械能守恒定律相關實驗
科學探究：探究動能定理；實驗：驗證機械能守恒定律
（1）.熟悉“探究動能定理”的基本實驗原理及注意事項
（2）.熟悉“驗證機械能守恒定律”的基本實驗原理及注意事項.
（3）.會驗證創新實驗的機械能守恒．
【知識點一】探究動能定理
一、實驗原理與操作
二、數據處理與誤差分析
1．數據處理
（1）求小車速度
實驗獲得如圖所示紙帶，利用紙帶上點跡均勻的一段測出兩點間的距離，如紙帶上A、C兩點間的距離x，則v＝（其中T為打點周期）。
（2）計算W，2W，3W，…時對應v、v2的數值，填入下面表格
W 2W 3W 4W 5W
v
v2
（3）作圖像
在坐標紙上分別做出W v和W v2圖線，從中找出功與速度變化的關系。
2．誤差分析
（1）誤差的主要來源是橡皮筋的長度、粗細不一，使橡皮筋的拉力做功W與橡皮筋的條數不成正比。
（2）沒有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力時傾角過大也會造成誤差。
（3）利用打上點的紙帶計算小車的速度時，測量不準帶來誤差。
三、注意事項
1．平衡摩擦力：將木板一端墊高，使小車重力沿斜面向下的分力與摩擦阻力平衡。方法是輕推小車，由打點計時器打在紙帶上的點的均勻程度判斷小車是否勻速運動，找到木板一個合適的傾角。
2．選點測速：測小車速度時，紙帶上的點應選均勻部分的，也就是選小車做勻速運動狀態的。
3．橡皮筋的選擇：橡皮筋規格相同時，力對小車做的功以一條橡皮筋做的功為單位即可，不必計算出具體數值。
（2023 香坊區校級模擬）某實驗小組的同學利用如圖甲所示的實驗裝置驗證動能定理并測量小車（含遮光條）的質量M。
（1）下面是實驗的主要步驟：
①實驗小組的同學用游標卡尺對遮光條的寬度進行了測量，讀數如圖乙所示，則遮光條的寬度d＝ cm；
②掛上托盤和砝碼，改變木板的傾角，使小車（含遮光條）沿木板勻速下滑；
③取下托盤和砝碼，測出其總質量為m，讓小車從起點由靜止出發沿木板下滑，通過光電門。計算機記錄了擋光時間Δt；
④改變砝碼質量和木板傾角，重復步驟②③，每次釋放小車位置相同且光電門在木板上位置不變，用刻度尺測出小車在起點時遮光條的中點到光電門的距離L，已知重力加速度為g。
（2）為驗證動能定理，小組成員應根據記錄的數據作出 圖像，從而得出結論。
A.m﹣Δt
B.m﹣Δt2
C.m
（3）若已知圖像斜率為k，那么M＝ （結果用字母k、g、d、L表示）。
（2023 赤峰模擬）某同學用如圖甲所示的裝置做“驗證動能定理”實驗，實驗操作如下：
（1）用20分度的游標卡尺測量固定在小車上的遮光片寬度d如圖乙所示，d＝ mm；
（2）調節長木板的傾角，將小車放在長木板靠近滑輪的一側，砂桶用細繩跨過定滑輪掛在小車上并使細繩平行于長木板。調整砂桶內砂子的質量，稱得砂桶和砂的總質量為m時，使小車以某一初速度沿長木板向下運動時，通過兩個光電門的時間相等。取下細繩和砂桶，將小車在靠近滑輪的位置由靜止釋放，小車通過光電門1和光電門2時顯示的時間分別為Δt1、Δt2，已知重力加速度為g，小車與遮光片的總質量為M，兩光電門間的距離為l，則小車從通過光電門1到通過光電門2的過程中，動能的增加量為 ，小車所受合力 。若在誤差允許范圍內滿足等式 ，則動能定理得以驗證；（重力加速度為g，結果均用題中字母表示）
（3）若實驗過程中，保證題設要求不變但不滿足m M，則對實驗結果 （選填“無影響”或“有影響”）。
（2023 贛州一模）某同學利用如圖1所示的實驗裝置探究動能定理并測量小車（含遮光條）的質量M，已知重力加速度g。
（1）具體實驗步驟如下：
①該同學用游標卡尺對遮光條的寬度進行了測量，讀數如圖2所示，則遮光條的寬度d＝ cm；
②按圖1所示安裝好實驗裝置，連接小車的細繩與長木板平行，掛上砂桶（含少量砂子）；
③調節長木板的傾角，輕推小車后，使小車沿長木板向下運動，且通過兩個光電門時遮光條的擋光時間相等；
④取下細繩和砂桶，測量砂子和桶的總質量m，并記下；
⑤保持長木板的傾角不變，不掛砂桶，將小車置于長木板上靠近滑輪的位置，由靜止釋放小車，記錄小車先后通過光電門甲、乙時的擋光時間；
⑥重新掛上細繩和砂桶，改變砂桶中砂子的質量，重復③④⑤步驟。
（2）若遮光條的寬度為d，光電門甲、乙之間的距離為L，通過光電門甲、乙時擋光時間分別為t1、t2，該同學根據Δ（）計算出每次實驗的Δ（），并通過數據作出Δ（）﹣m圖像，圖像的延長線恰好可以經過坐標原點。根據圖像能得出的實驗結論是 ，若已知圖像斜率為k，那么M＝ （結果用字母k、g、d、L表示）。
【知識點二】實驗：驗證機械能守恒定律
一．實驗基本要求
1.實驗目的
驗證機械能守恒定律。
2.實驗原理（如圖所示）
通過實驗，求出做自由落體運動物體的重力勢能的減少量和對應過程動能的增加量，在實驗誤差允許范圍內，若二者相等，說明機械能守恒，從而驗證機械能守恒定律。
3.實驗器材
打點計時器、交流電源、紙帶、復寫紙、重物、刻度尺、鐵架臺（帶鐵夾）、導線。
4.實驗步驟
（1）安裝器材：將打點計時器固定在鐵架臺上，用導線將打點計時器與電源相連。
（2）打紙帶
用手豎直提起紙帶，使重物停靠在打點計時器下方附近，先接通電源，再松開紙帶，讓重物自由下落，打點計時器就在紙帶上打出一系列的點，取下紙帶，換上新的紙帶重打幾條（3～5條）紙帶。
（3）選紙帶：分兩種情況說明
①若選第1點O到下落到某一點的過程，即用mgh＝mv2來驗證，應選點跡清晰，且第1、2兩點間距離接近2mm的紙帶（電源頻率為50 Hz）。
②用mv－mv＝mghAB驗證時，由于重力勢能的相對性，處理紙帶時選擇適當的點為基準點即可。
5.實驗結論
在誤差允許的范圍內，自由落體運動過程機械能守恒。
二．基本實驗方法
1.誤差分析
（1）測量誤差：減小測量誤差的方法，一是測下落距離時都從O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。
（2）系統誤差：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＝mv必定稍小于重力勢能的減少量ΔEp＝mghn，改進辦法是調整安裝的器材，盡可能地減小阻力。
2.注意事項
（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線上，以減少摩擦阻力。
（2）重物應選用質量大、體積小、密度大的材料。
（3）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。
3.驗證方案
方案一：利用起始點和第n點計算
代入mghn和mv，如果在實驗誤差允許的范圍內，mghn和mv相等，則驗證了機械能守恒定律。
方案二：任取兩點計算
（1）任取兩點A、B，測出hAB，算出mghAB。
（2）算出mv－mv的值。
（3）在實驗誤差允許的范圍內，若mghAB＝mv－mv，則驗證了機械能守恒定律。
方案三：圖象法
從紙帶上選取多個點，測量從第一點到其余各點的下落高度h，并計算各點速度的平方v2，然后以v2為縱軸，以h為橫軸，根據實驗數據作出v2－h圖象。若在誤差允許的范圍內圖象是一條過原點且斜率為g的直線，則驗證了機械能守恒定律。
三、實驗創新
在高考中往往以課本實驗為背景，通過改變實驗條件、實驗儀器設置題目，不脫離教材而又不拘泥教材，體現開放性、探究性、創新性等特點，如以下拓展創新角度：
實驗原理的創新 1.利用鋼球擺動來驗證機械能守恒定律。 2.利用光電門測定擺球的瞬時速度。
實驗器材的創新 1．小球在重力作用下做豎直上拋運動。 2.利用頻閃照片獲取實驗數據。
1.利用系統機械能守恒代替單個物體的機械能守恒。 2.利用光電門測定滑塊的瞬時速度。
實驗過程的創新 1.用光電門測定小球下落到B點的速度。 2.結合 H圖象判斷小球下落過程中機械能守恒。 3.分析實驗誤差ΔEp－ΔEk隨H變化的規律。
（2023 大連模擬）圖甲是驗證機械能守恒定律的裝置，氣墊導軌上A處安裝有一光電門，B處放置一滑塊，滑塊上固定一豎直遮光條，用細線繞過定滑輪與鉤碼相連，細線與導軌平行。
（1）用游標卡尺測得遮光條的寬度如圖乙，則遮光條的寬度d為 mm；
（2）實驗前，在調整氣墊導軌水平時，滑塊上 掛上鉤碼和細線， 接通氣源（以上兩空均選填“需要”或“不要”）；若將滑塊在導軌上由靜止釋放，滑塊向左滑動，則應適當抬高導軌的 （填“左”或“右”）端；
（3）正確進行實驗操作，測出滑塊和遮光條的總質量M，鉤碼質量m，A、B間的距離為L，遮光條的寬度用d表示，已知重力加速度為g。將滑塊從圖示B位置由靜止釋放，讀出遮光條通過光電門的時間為t。則驗證機械能守恒定律的表達式是 （用上述物理量符號表示）；
（4）改變B點的位置，測得多組不同的L及對應的時間t，作出L與的關系圖象，發現該圖象是經過原點的直線，如丙圖中實線所示。老師認為僅憑此還不能得出系統機械能守恒的結論，原因是 ；
（5）在（4）的實驗中，另一小組所作的L與的關系圖象如圖丙中虛線所示，圖線不過原點的原因可能是 。
A.氣墊導軌沒有調水平，且左低右高
B.氣墊導軌沒有調水平，且左高右低
C.實驗中測出滑塊左端到A點的距離記為L
D.沒有滿足鉤碼的總質量m遠小于滑塊的質量M
（2023 河西區校級二模）利用圖1裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗。
（1）已如打點計時器所用的交流電頻率為50Hz，實驗中得到一條點跡清晰的紙帶如圖2所示，把第一個點記作O，另選連續的4個點A、B、C、D作為測量點，測得A、B、C、D各點到O點的距離為62.90cm、70.14cm、77.76cm、85.73cn。由此可知打下B點時紙帶的速度為 m/s（計算結果保留2位有效數字）：
（2）重物固定在紙帶的 端（選填“左”或“右”）；
（3）選取某個過程，發現重物動能的增加量略大于重力勢能的減小量，造成這一結果的原因可能是 。
A．重物質量過大
B．電源電壓高于規定值
C．重物質量測量錯誤
D．先釋放紙帶，后接通電源
（4）某同學在紙帶上選取多個計數點，測量它們到某一計數點O的距離h，計算出對應計數點的重物速度v，描繪出v2﹣h圖像。下列說法中正確的是 。
A．為減小誤差，應利用公式v計算重物在各點的速度
B．在選取紙帶時，必須選取第1、2兩點間距為2mm的紙帶
C．若圖像是一條過原點的直線，則重物下落過程中機械能一定守恒
D．若圖像是一條不過原點的直線，重物下落過程中機械能也可能守恒
（2023 蜀山區校級模擬）某實驗小組設計了如圖甲所示的實驗裝置來驗證機械能守恒定律。

（1）實驗時，該同學進行了如下操作：
①用天平分別測出物塊A、B的質量m1和m2（A的質量含遮光片）；
②用20分度游標卡尺測量遮光片的擋光寬度d，示數如圖乙所示，游標卡尺的示數為 cm；
③將重物A、B用輕繩按圖甲所示連接，跨放在輕質定滑輪上，一個同學用手托住重物B，另一個同學測量出擋光片中心到光電門中心的豎直距離h，之后釋放重物B使其由靜止開始下落。測得遮光片經過光電門的時間為Δt，則重物B速度的大小為 。（用題目給定的或測得的物理量符號表示）
（2）要驗證系統（重物A、B）的機械能守恒，應滿足的關系式為 （用質量m1、m2，重力加速度為g，遮光片經過光電門的時間為Δt，遮光片的寬度d和距離h表示）。
（3）為提高實驗結果的準確程度，請寫出一條減少誤差的建議 。
（2022 湖北）某同學設計了一個用拉力傳感器驗證機械能守恒定律的實驗。一根輕繩一端連接固定的拉力傳感器，另一端連接小鋼球，如圖甲所示。拉起小鋼球至某一位置由靜止釋放，使小鋼球在豎直平面內擺動，記錄鋼球擺動過程中拉力傳感器示數的最大值Tmax和最小值Tmin。改變小鋼球的初始釋放位置，重復上述過程。根據測量數據在直角坐標系中繪制的Tmax﹣Tmin圖像是一條直線，如圖乙所示。
（1）若小鋼球擺動過程中機械能守恒，則圖乙中直線斜率的理論值為 。
（2）由圖乙得：直線的斜率為 ，小鋼球的重力為 N。（結果均保留2位有效數字）
（3）該實驗系統誤差的主要來源是 （單選，填正確答案標號）。
A.小鋼球擺動角度偏大
B.小鋼球初始釋放位置不同
C.小鋼球擺動過程中有空氣阻力
（2022 廣東）某實驗小組為測量小球從某一高度釋放，與某種橡膠材料碰撞導致的機械能損失，設計了如圖（a）所示的裝置，實驗過程如下：
（1）讓小球從某一高度由靜止釋放，與水平放置的橡膠材料碰撞后豎直反彈。調節光電門位置，使小球從光電門正上方釋放后，在下落和反彈過程中均可通過光電門。
（2）用螺旋測微器測量小球的直徑，示數如圖（b）所示，小球直徑d＝ mm。
（3）測量時，應 （選填“A”或“B”，其中A為“先釋放小球，后接通數字計時器”，B為“先接通數字計時器，后釋放小球”）。記錄小球第一次和第二次通過光電門的遮光時間t1和t2。
（4）計算小球通過光電門的速度，已知小球的質量為m，可得小球與橡膠材料碰撞導致的機械能損失ΔE＝ （用字母m、d、t1和t2表示）。
（5）若適當調高光電門的高度，將會 （選填“增大”或“減小”）因空氣阻力引起的測量誤差。
（2022 河北）某實驗小組利用鐵架臺、彈簧、鉤碼、打點計時器、刻度尺等器材驗證系統機械能守恒定律，實驗裝如圖1所示。彈簧的勁度系數為k，原長為L0，鉤碼的質量為m，已知彈簧的彈性勢能表達式為Ekx2，其中k為彈簧的勁度系數，x為彈簧的形變量，當地的重力加速度大小為g。
（1）在彈性限度內將鉤碼緩慢下拉至某一位置，測得此時彈簧的長度為L。接通打點計時器電源，從靜止釋放鉤碼，彈簧收縮，得到了一條點跡清晰的紙帶。鉤碼加速上升階段的部分紙帶如圖2所示，紙帶上相鄰兩點之間的時間間隔均為T（在誤差允許范圍內，認為釋放鉤碼的同時打出A點）。從打出A點到打出F點時間內，彈簧的彈性勢能減少量為 ，鉤碼的動能增加量為 ，鉤碼的重力勢能增加量為 。
（2）利用計算機軟件對實驗數據進行處理，得到彈簧彈性勢能減少量、鉤碼的機械能增加量分別與鉤碼上升高度h的關系，如圖3所示。
（3）由圖3可知，隨著h增加，兩條曲線在縱向的間隔逐漸變大，主要原因是 。
（2021 海南）為了驗證物體沿光滑斜面下滑的過程中機械能守恒，某學習小組用如圖1所示的氣墊導軌裝置（包括導軌、氣源、光電門、滑塊、遮光條、數字毫秒計）進行實驗。此外可使用的實驗器材還有：天平、游標卡尺、刻度尺。
（1）某同學設計了如下的實驗步驟，其中不必要的步驟是 ；
①在導軌上選擇兩個適當的位置A、B安裝光電門Ⅰ、Ⅱ，并連接數字毫秒計；
②用天平測量滑塊和遮光條的總質量m；
③用游標卡尺測量遮光條的寬度d；
④通過導軌上的標尺測出A、B之間的距離l；
⑤調整好氣墊導軌的傾斜狀態；
⑥將滑塊從光電門Ⅰ左側某處，由靜止開始釋放，從數字毫秒計讀出滑塊通過光電門Ⅰ、Ⅱ的時間Δt1、Δt2；
⑦用刻度尺分別測量A、B點到水平桌面的高度h1、h2；
改變氣墊導軌傾斜程度，重復步驟⑤⑥⑦，完成多次測量。
（2）用游標卡尺測量遮光條的寬度d時，游標卡尺的示數如圖2所示，則d＝ mm；某次實驗中，測得Δt1＝11.60ms，則滑塊通過光電門Ⅰ的瞬時速度v1＝ m/s（保留3位有效數字）；
（3）在誤差允許范圍內，若h1﹣h2＝ （用上述必要的實驗步驟直接測量的物理量符號表示，已知重力加速度為g），則認為滑塊下滑過程中機械能守恒；
（4）寫出兩點產生誤差的主要原因： 。
（2021 福建）某實驗小組利用圖（a）所示的實驗裝置探究空氣阻力與速度的關系，實驗過程如下：
（1）首先將未安裝薄板的小車置于帶有定滑輪的木板上，然后將紙帶穿過打點計時器與小車相連。
（2）用墊塊將木板一端墊高，調整墊塊位置，平衡小車所受摩擦力及其他阻力。若某次調整過程中打出的紙帶如圖（b）所示（紙帶上的點由左至右依次打出），則墊塊應該 （填“往左移”“往右移”或“固定不動”）。
（3）在細繩一端掛上鉤碼，另一端通過定滑輪系在小車前端。
（4）把小車靠近打點計時器，接通電源，將小車由靜止釋放。小車拖動紙帶下滑，打出的紙帶一部分如圖（c）所示。已知打點計時器所用交流電的頻率為50Hz，紙帶上標出的每兩個相鄰計數點之間還有4個打出的點未畫出。打出F點時小車的速度大小為 m/s（結果保留2位小數）。
（5）保持小車和鉤碼的質量不變，在小車上安裝一薄板。實驗近似得到的某時刻起小車v﹣t圖像如圖（d）所示，由圖像可知小車加速度大小 （填“逐漸變大”“逐漸變小”或“保持不變”）。據此可以得到的實驗結論是 。
（2021 浙江）用如圖所示裝置進行“探究功與速度變化的關系”實驗。裝有砝碼的盤用繞過滑輪的細線牽引小車，盤和砝碼的重力可當作牽引力。小車運動的位移和速度可以由打點紙帶測出，以小車為研究對象，改變砝碼質量，便可探究牽引力所做的功與小車速度變化的關系。
①關于這個實驗，下列說法正確的是 。
A．需要補償小車受到阻力的影響
B．該實驗裝置可以“驗證機械能守恒定律”
C．需要通過調節定滑輪使細線與長木板平行
D．需要滿足盤和砝碼的總質量遠小于小車的質量
②如圖2所示是兩條紙帶，實驗時打出的應是第 條（填寫“Ⅰ”或“Ⅱ”）紙帶；
③根據實驗數據，在坐標紙上畫出的W﹣v2圖象是一條過原點的直線，據此圖象 （填“能”或“不能”）求出小車的質量。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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專題6.5機械能守恒定律相關實驗
科學探究：探究動能定理；實驗：驗證機械能守恒定律
（1）.熟悉“探究動能定理”的基本實驗原理及注意事項
（2）.熟悉“驗證機械能守恒定律”的基本實驗原理及注意事項.
（3）.會驗證創新實驗的機械能守恒．
【知識點一】探究動能定理
一、實驗原理與操作
二、數據處理與誤差分析
1．數據處理
（1）求小車速度
實驗獲得如圖所示紙帶，利用紙帶上點跡均勻的一段測出兩點間的距離，如紙帶上A、C兩點間的距離x，則v＝（其中T為打點周期）。
（2）計算W，2W，3W，…時對應v、v2的數值，填入下面表格
W 2W 3W 4W 5W
v
v2
（3）作圖像
在坐標紙上分別做出W v和W v2圖線，從中找出功與速度變化的關系。
2．誤差分析
（1）誤差的主要來源是橡皮筋的長度、粗細不一，使橡皮筋的拉力做功W與橡皮筋的條數不成正比。
（2）沒有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力時傾角過大也會造成誤差。
（3）利用打上點的紙帶計算小車的速度時，測量不準帶來誤差。
三、注意事項
1．平衡摩擦力：將木板一端墊高，使小車重力沿斜面向下的分力與摩擦阻力平衡。方法是輕推小車，由打點計時器打在紙帶上的點的均勻程度判斷小車是否勻速運動，找到木板一個合適的傾角。
2．選點測速：測小車速度時，紙帶上的點應選均勻部分的，也就是選小車做勻速運動狀態的。
3．橡皮筋的選擇：橡皮筋規格相同時，力對小車做的功以一條橡皮筋做的功為單位即可，不必計算出具體數值。
（2023 香坊區校級模擬）某實驗小組的同學利用如圖甲所示的實驗裝置驗證動能定理并測量小車（含遮光條）的質量M。
（1）下面是實驗的主要步驟：
①實驗小組的同學用游標卡尺對遮光條的寬度進行了測量，讀數如圖乙所示，則遮光條的寬度d＝ cm；
②掛上托盤和砝碼，改變木板的傾角，使小車（含遮光條）沿木板勻速下滑；
③取下托盤和砝碼，測出其總質量為m，讓小車從起點由靜止出發沿木板下滑，通過光電門。計算機記錄了擋光時間Δt；
④改變砝碼質量和木板傾角，重復步驟②③，每次釋放小車位置相同且光電門在木板上位置不變，用刻度尺測出小車在起點時遮光條的中點到光電門的距離L，已知重力加速度為g。
（2）為驗證動能定理，小組成員應根據記錄的數據作出 圖像，從而得出結論。
A.m﹣Δt
B.m﹣Δt2
C.m
（3）若已知圖像斜率為k，那么M＝ （結果用字母k、g、d、L表示）。
【解答】解：（1）游標卡尺的分度值為0.05mm，不需要估讀，則遮光條的寬度為：
d＝2mm+6×0.05mm＝2.30mm＝0.230cm
（2）設木板的傾角為θ，掛上托盤和砝碼，改變木板的傾角，使小車（含遮光條）沿木板勻速下滑時，由平衡條件得：
Mgsinθ＝μMgcosθ+mg
當取下托盤和砝碼，讓小車從起點由靜止出發沿木板下滑通過光電門時，合外力做功為：
W合＝MgLsinθ﹣μMgLcosθ＝mgL
因為小車經過光電門的速度為v，即小車經過光電門的動能為
令W合＝Ek，可得：m，可見應當作m圖像時圖線為傾斜的直線，故C正確，AB錯誤；
故選：C。
（3）根據上述分析可得：
解得：M
故答案為：（1）0.230；（2）C；（3）
（2023 赤峰模擬）某同學用如圖甲所示的裝置做“驗證動能定理”實驗，實驗操作如下：
（1）用20分度的游標卡尺測量固定在小車上的遮光片寬度d如圖乙所示，d＝ mm；
（2）調節長木板的傾角，將小車放在長木板靠近滑輪的一側，砂桶用細繩跨過定滑輪掛在小車上并使細繩平行于長木板。調整砂桶內砂子的質量，稱得砂桶和砂的總質量為m時，使小車以某一初速度沿長木板向下運動時，通過兩個光電門的時間相等。取下細繩和砂桶，將小車在靠近滑輪的位置由靜止釋放，小車通過光電門1和光電門2時顯示的時間分別為Δt1、Δt2，已知重力加速度為g，小車與遮光片的總質量為M，兩光電門間的距離為l，則小車從通過光電門1到通過光電門2的過程中，動能的增加量為 ，小車所受合力 。若在誤差允許范圍內滿足等式 ，則動能定理得以驗證；（重力加速度為g，結果均用題中字母表示）
（3）若實驗過程中，保證題設要求不變但不滿足m M，則對實驗結果 （選填“無影響”或“有影響”）。
【解答】解：（1）游標卡尺的分度值為0.05mm，估讀到分度值本位，則遮光片寬度為：
d＝7mm+7×0.05mm＝7.35mm
（2）小車從通過光電門1到通過光電門2的過程中，動能的增加量為：
假設小車重力沿長木板的分量為G1，小車與長木板之間的摩檫力為f，砂桶和砂的總質量為m時小車勻速下滑時，根據受力分析可得：
mg+f＝G1
所以取下細繩和砂桶后小車沿長木板下滑時有F合＝G1﹣f＝mg
方向沿長木板向下。
小車從通過光電門1到通過光電門2的過程中合力做功為W＝mgl
所以若在誤差允許范圍內滿足等式：
則動能定理得以驗證。
（3）取下細繩和砂桶后小車沿長木板下滑時的合力等于mg，對m的大小并沒有要求，故不滿足m M時，對實驗結果沒有影響。
故答案為：（1）7.35；（2）；mg；；（3）無影響
（2023 贛州一模）某同學利用如圖1所示的實驗裝置探究動能定理并測量小車（含遮光條）的質量M，已知重力加速度g。
（1）具體實驗步驟如下：
①該同學用游標卡尺對遮光條的寬度進行了測量，讀數如圖2所示，則遮光條的寬度d＝ cm；
②按圖1所示安裝好實驗裝置，連接小車的細繩與長木板平行，掛上砂桶（含少量砂子）；
③調節長木板的傾角，輕推小車后，使小車沿長木板向下運動，且通過兩個光電門時遮光條的擋光時間相等；
④取下細繩和砂桶，測量砂子和桶的總質量m，并記下；
⑤保持長木板的傾角不變，不掛砂桶，將小車置于長木板上靠近滑輪的位置，由靜止釋放小車，記錄小車先后通過光電門甲、乙時的擋光時間；
⑥重新掛上細繩和砂桶，改變砂桶中砂子的質量，重復③④⑤步驟。
（2）若遮光條的寬度為d，光電門甲、乙之間的距離為L，通過光電門甲、乙時擋光時間分別為t1、t2，該同學根據Δ（）計算出每次實驗的Δ（），并通過數據作出Δ（）﹣m圖像，圖像的延長線恰好可以經過坐標原點。根據圖像能得出的實驗結論是 ，若已知圖像斜率為k，那么M＝ （結果用字母k、g、d、L表示）。
【解答】解：（1）①由圖可得，游標卡尺的精度為0.05mm，所以遮光條的寬度為d＝5mm+6×0.05mm＝5.30mm＝0.530cm
（2）設木板傾角為θ，由題意知，掛上托盤和砝碼，改變木板的傾角，使小車（含遮光條）沿木板勻速下滑時，滿足：Mgsinθ＝μMgcosθ+mg
當取下托盤和砝碼，讓小車從起點由靜止出發沿木板下滑通過光電門時，合外力做功為：W＝MgsinθL﹣μMgcosθL
因為小車經過光電門的速度為v
即小車經過光電門的動能為Ek
令W＝Ek
可得：Δ（）m
可見當Δ（）﹣m圖像的延長線恰好可以經過坐標原點時，說明在誤差允許的范圍內，合外力對小車（含遮光條）做的功等于小車（含遮光條）動能的變化量。
由題意得：k
變形解得：M
故答案為：（1）0.530；（2）在誤差允許的范圍內，合外力對小車（含遮光條）做的功等于小車（含遮光條）動能的變化量，
【知識點二】實驗：驗證機械能守恒定律
一．實驗基本要求
1.實驗目的
驗證機械能守恒定律。
2.實驗原理（如圖所示）
通過實驗，求出做自由落體運動物體的重力勢能的減少量和對應過程動能的增加量，在實驗誤差允許范圍內，若二者相等，說明機械能守恒，從而驗證機械能守恒定律。
3.實驗器材
打點計時器、交流電源、紙帶、復寫紙、重物、刻度尺、鐵架臺（帶鐵夾）、導線。
4.實驗步驟
（1）安裝器材：將打點計時器固定在鐵架臺上，用導線將打點計時器與電源相連。
（2）打紙帶
用手豎直提起紙帶，使重物停靠在打點計時器下方附近，先接通電源，再松開紙帶，讓重物自由下落，打點計時器就在紙帶上打出一系列的點，取下紙帶，換上新的紙帶重打幾條（3～5條）紙帶。
（3）選紙帶：分兩種情況說明
①若選第1點O到下落到某一點的過程，即用mgh＝mv2來驗證，應選點跡清晰，且第1、2兩點間距離接近2mm的紙帶（電源頻率為50 Hz）。
②用mv－mv＝mghAB驗證時，由于重力勢能的相對性，處理紙帶時選擇適當的點為基準點即可。
5.實驗結論
在誤差允許的范圍內，自由落體運動過程機械能守恒。
二．基本實驗方法
1.誤差分析
（1）測量誤差：減小測量誤差的方法，一是測下落距離時都從O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。
（2）系統誤差：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＝mv必定稍小于重力勢能的減少量ΔEp＝mghn，改進辦法是調整安裝的器材，盡可能地減小阻力。
2.注意事項
（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線上，以減少摩擦阻力。
（2）重物應選用質量大、體積小、密度大的材料。
（3）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。
3.驗證方案
方案一：利用起始點和第n點計算
代入mghn和mv，如果在實驗誤差允許的范圍內，mghn和mv相等，則驗證了機械能守恒定律。
方案二：任取兩點計算
（1）任取兩點A、B，測出hAB，算出mghAB。
（2）算出mv－mv的值。
（3）在實驗誤差允許的范圍內，若mghAB＝mv－mv，則驗證了機械能守恒定律。
方案三：圖象法
從紙帶上選取多個點，測量從第一點到其余各點的下落高度h，并計算各點速度的平方v2，然后以v2為縱軸，以h為橫軸，根據實驗數據作出v2－h圖象。若在誤差允許的范圍內圖象是一條過原點且斜率為g的直線，則驗證了機械能守恒定律。
三、實驗創新
在高考中往往以課本實驗為背景，通過改變實驗條件、實驗儀器設置題目，不脫離教材而又不拘泥教材，體現開放性、探究性、創新性等特點，如以下拓展創新角度：
實驗原理的創新 1.利用鋼球擺動來驗證機械能守恒定律。 2.利用光電門測定擺球的瞬時速度。
實驗器材的創新 1．小球在重力作用下做豎直上拋運動。 2.利用頻閃照片獲取實驗數據。
1.利用系統機械能守恒代替單個物體的機械能守恒。 2.利用光電門測定滑塊的瞬時速度。
實驗過程的創新 1.用光電門測定小球下落到B點的速度。 2.結合 H圖象判斷小球下落過程中機械能守恒。 3.分析實驗誤差ΔEp－ΔEk隨H變化的規律。
（2023 大連模擬）圖甲是驗證機械能守恒定律的裝置，氣墊導軌上A處安裝有一光電門，B處放置一滑塊，滑塊上固定一豎直遮光條，用細線繞過定滑輪與鉤碼相連，細線與導軌平行。
（1）用游標卡尺測得遮光條的寬度如圖乙，則遮光條的寬度d為 mm；
（2）實驗前，在調整氣墊導軌水平時，滑塊上 掛上鉤碼和細線， 接通氣源（以上兩空均選填“需要”或“不要”）；若將滑塊在導軌上由靜止釋放，滑塊向左滑動，則應適當抬高導軌的 （填“左”或“右”）端；
（3）正確進行實驗操作，測出滑塊和遮光條的總質量M，鉤碼質量m，A、B間的距離為L，遮光條的寬度用d表示，已知重力加速度為g。將滑塊從圖示B位置由靜止釋放，讀出遮光條通過光電門的時間為t。則驗證機械能守恒定律的表達式是 （用上述物理量符號表示）；
（4）改變B點的位置，測得多組不同的L及對應的時間t，作出L與的關系圖象，發現該圖象是經過原點的直線，如丙圖中實線所示。老師認為僅憑此還不能得出系統機械能守恒的結論，原因是 ；
（5）在（4）的實驗中，另一小組所作的L與的關系圖象如圖丙中虛線所示，圖線不過原點的原因可能是 。
A.氣墊導軌沒有調水平，且左低右高
B.氣墊導軌沒有調水平，且左高右低
C.實驗中測出滑塊左端到A點的距離記為L
D.沒有滿足鉤碼的總質量m遠小于滑塊的質量M
【解答】解：（1）游標卡尺為20分度，故精度為0.05mm，由圖可知，游標卡尺的主尺讀數為2mm，游標對齊的格數為10，則遮光條的寬度d＝2mm+10×0.05mm＝2.50mm；
（2）在調整氣墊導軌水平時需要看滑塊是否在上面靜止或勻速運動，滑塊上不需要掛上鉤碼和細線，需要接通氣源；若將滑塊在導軌上由靜止釋放，滑塊向左滑動，則應適當抬高導軌的左端；
（3）要驗證機械能守恒，需要滿足減少的重力勢能等于增加的動能，即：，整理得：；
（4）不能根據該圖象是經過原點的直線就判斷機械能守恒，，，所以當斜率等于時，機械能才守恒。
（5）由可知，圖象不過原點，截距b＜0，可能是L比實際偏小，實驗中測出滑塊左端到A點的距離記為L；
故選：C。
故答案為：（1）2.50（2）不要；需要；左；；（4）還需要說明圖線的斜率等于；（5）C。
（2023 河西區校級二模）利用圖1裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗。
（1）已如打點計時器所用的交流電頻率為50Hz，實驗中得到一條點跡清晰的紙帶如圖2所示，把第一個點記作O，另選連續的4個點A、B、C、D作為測量點，測得A、B、C、D各點到O點的距離為62.90cm、70.14cm、77.76cm、85.73cn。由此可知打下B點時紙帶的速度為 m/s（計算結果保留2位有效數字）：
（2）重物固定在紙帶的 端（選填“左”或“右”）；
（3）選取某個過程，發現重物動能的增加量略大于重力勢能的減小量，造成這一結果的原因可能是 。
A．重物質量過大
B．電源電壓高于規定值
C．重物質量測量錯誤
D．先釋放紙帶，后接通電源
（4）某同學在紙帶上選取多個計數點，測量它們到某一計數點O的距離h，計算出對應計數點的重物速度v，描繪出v2﹣h圖像。下列說法中正確的是 。
A．為減小誤差，應利用公式v計算重物在各點的速度
B．在選取紙帶時，必須選取第1、2兩點間距為2mm的紙帶
C．若圖像是一條過原點的直線，則重物下落過程中機械能一定守恒
D．若圖像是一條不過原點的直線，重物下落過程中機械能也可能守恒
【解答】解：（1）打點計時器的打點時間間隔Ts＝0.02s；勻變速直線運動中間時刻的瞬時速度等于平均速度，則B點的速度等于AC間的平均速度，即
（2）重物做自由落體運動，速度逐漸增大，則相鄰兩點間的距離逐漸增大，所以重物固定在紙帶的左端；
（3）AC、由可知，重物質量過大、重物質量測量錯誤都不會使動能的增加量略大于重力勢能的減小量，故AC錯誤；
B、電源電壓高于規定值不會影響打點周期，故B錯誤；
D、若O點的初速度不為0，則會使動能的增加量略大于重力勢能的減小量，則原因可能是先釋放紙帶，后接通電源，故D正確。
故選：D。
（4）A、用公式等于是默認機械能守恒定律，與實驗目的相悖，則實驗中不能用計算重物在各點的速度，故A錯誤；
BD、若紙帶第1、2兩點間距不是2mm，則紙帶初速度不為零，在選取紙帶時，可以選取其中兩點來驗證，由機械能守恒定律得：，與第1、2兩點間距是否為2mm無關，這時描繪出的v2﹣h圖像是一條不過原點的直線，但只要滿足圖線的斜率等于2g，就驗證了重物下落過程中機械能守恒，故B錯誤，D正確；
C、設重物的加速度為a，重物所受合力為ma，由動能定理得：
只要重物做勻加速直線運動，v2﹣h圖像就是一條過原點的直線，當圖線的斜率小于2g時，機械能就不守恒，故C錯誤。
故選：D。
故答案為：（1）3.7；（2）左；（3）D；（4）D。
（2023 蜀山區校級模擬）某實驗小組設計了如圖甲所示的實驗裝置來驗證機械能守恒定律。

（1）實驗時，該同學進行了如下操作：
①用天平分別測出物塊A、B的質量m1和m2（A的質量含遮光片）；
②用20分度游標卡尺測量遮光片的擋光寬度d，示數如圖乙所示，游標卡尺的示數為 cm；
③將重物A、B用輕繩按圖甲所示連接，跨放在輕質定滑輪上，一個同學用手托住重物B，另一個同學測量出擋光片中心到光電門中心的豎直距離h，之后釋放重物B使其由靜止開始下落。測得遮光片經過光電門的時間為Δt，則重物B速度的大小為 。（用題目給定的或測得的物理量符號表示）
（2）要驗證系統（重物A、B）的機械能守恒，應滿足的關系式為 （用質量m1、m2，重力加速度為g，遮光片經過光電門的時間為Δt，遮光片的寬度d和距離h表示）。
（3）為提高實驗結果的準確程度，請寫出一條減少誤差的建議 。
【解答】解：（1）②游標卡尺的精度值為0.05mm，不需要估讀，則示數為：
d＝10mm+11×0.05mm＝10.55mm＝1.055cm
③重物A速度的大小為：
重物B速度的大小為：
（2）如果系統（重物A、B）的機械能守恒，則有：
整理得：
（3）為提高實驗結果的準確程度，繩的質量要小，且盡可能光滑。
故答案為：（1）②1.055；③；（2）；（3）繩的質量要小，且盡可能光滑。
（2022 湖北）某同學設計了一個用拉力傳感器驗證機械能守恒定律的實驗。一根輕繩一端連接固定的拉力傳感器，另一端連接小鋼球，如圖甲所示。拉起小鋼球至某一位置由靜止釋放，使小鋼球在豎直平面內擺動，記錄鋼球擺動過程中拉力傳感器示數的最大值Tmax和最小值Tmin。改變小鋼球的初始釋放位置，重復上述過程。根據測量數據在直角坐標系中繪制的Tmax﹣Tmin圖像是一條直線，如圖乙所示。
（1）若小鋼球擺動過程中機械能守恒，則圖乙中直線斜率的理論值為 。
（2）由圖乙得：直線的斜率為 ，小鋼球的重力為 N。（結果均保留2位有效數字）
（3）該實驗系統誤差的主要來源是 （單選，填正確答案標號）。
A.小鋼球擺動角度偏大
B.小鋼球初始釋放位置不同
C.小鋼球擺動過程中有空氣阻力
【解答】解：（1）設小球的質量為m，擺長為L，最大擺角為θ，小球到達最低點時的速度大小為v，
小球下擺過程機械能守恒，由機械能守恒定律得：mg（L﹣Lcosθ）
小球到達最低點時細線拉力最大，設最大拉力為Fmax，
由牛頓第二定律得：Fmax﹣mg
小球到達最高點時，拉力最小，設為Fmin。
由于速度為零，所以有：Fmin﹣mgcosθ＝0
聯立以上幾式可得：Fmax＝3mg﹣2Fmin
（2）由圖象乙可知：圖象的斜率k2.1。
將圖象中的Fmin＝0，Fmax＝1.77N代入上式可得：mg＝0.59N；
（3）此實驗的系統誤差主要由空氣阻力引起，按照實驗過程的基本要求，使擺動的角度大一些，或使小球的初始位置不同，正是使實驗數據具有普遍性，故AB錯誤，C正確。
故選：C。
故答案為：（1）﹣2；（2）﹣2.1、0.59；（3）C
（2022 廣東）某實驗小組為測量小球從某一高度釋放，與某種橡膠材料碰撞導致的機械能損失，設計了如圖（a）所示的裝置，實驗過程如下：
（1）讓小球從某一高度由靜止釋放，與水平放置的橡膠材料碰撞后豎直反彈。調節光電門位置，使小球從光電門正上方釋放后，在下落和反彈過程中均可通過光電門。
（2）用螺旋測微器測量小球的直徑，示數如圖（b）所示，小球直徑d＝ mm。
（3）測量時，應 （選填“A”或“B”，其中A為“先釋放小球，后接通數字計時器”，B為“先接通數字計時器，后釋放小球”）。記錄小球第一次和第二次通過光電門的遮光時間t1和t2。
（4）計算小球通過光電門的速度，已知小球的質量為m，可得小球與橡膠材料碰撞導致的機械能損失ΔE＝ （用字母m、d、t1和t2表示）。
（5）若適當調高光電門的高度，將會 （選填“增大”或“減小”）因空氣阻力引起的測量誤差。
【解答】解：（2）根據螺旋測微器的示數可求出小球的直徑為：d＝7.5mm+38.5×0.01mm＝7.885mm；
（3）因為小球到光電門的距離不算太高，下落時間較短，如果先釋放小球再打開數字計時器可能導致小球已經通過光電門或正在通過光電門，造成測量誤差，故在測量時，要先接通數字計時器，后釋放小球，故選B；
（4）在光電門位置，小球的重力勢能相等，則小球在此處的動能之差即為小球與橡膠材料碰撞導致的機械能損失。
在極短時間內，物體的瞬時速度等于該過程中物體的平均速度，則小球第一次經過光電門的速度為，小球第二次經過光電門的速度為，因此ΔE；
（5）若適當調高光電門的高度，則空氣阻力做功將變大，將會增大因空氣阻力引起的測量誤差。
故答案為：（2）7.885；（3）B；（4）；（5）增大
（2022 河北）某實驗小組利用鐵架臺、彈簧、鉤碼、打點計時器、刻度尺等器材驗證系統機械能守恒定律，實驗裝如圖1所示。彈簧的勁度系數為k，原長為L0，鉤碼的質量為m，已知彈簧的彈性勢能表達式為Ekx2，其中k為彈簧的勁度系數，x為彈簧的形變量，當地的重力加速度大小為g。
（1）在彈性限度內將鉤碼緩慢下拉至某一位置，測得此時彈簧的長度為L。接通打點計時器電源，從靜止釋放鉤碼，彈簧收縮，得到了一條點跡清晰的紙帶。鉤碼加速上升階段的部分紙帶如圖2所示，紙帶上相鄰兩點之間的時間間隔均為T（在誤差允許范圍內，認為釋放鉤碼的同時打出A點）。從打出A點到打出F點時間內，彈簧的彈性勢能減少量為 ，鉤碼的動能增加量為 ，鉤碼的重力勢能增加量為 。
（2）利用計算機軟件對實驗數據進行處理，得到彈簧彈性勢能減少量、鉤碼的機械能增加量分別與鉤碼上升高度h的關系，如圖3所示。
（3）由圖3可知，隨著h增加，兩條曲線在縱向的間隔逐漸變大，主要原因是 。
【解答】解：（1）彈簧的長度為L的彈性勢能為
到F點時彈簧的彈性勢能為，因此彈性勢能的減小量為：
ΔEp
根據紙帶的特點可知，
則動能的增加量為，鉤碼的重力勢能增加量為ΔEp＝mgh5。
（3）隨著h增加，兩條曲線在縱向的間隔逐漸變大，主要原因隨著h增加，鉤碼克服空氣阻力的做功在增加。
故答案為：（1）；；mgh5；（3）隨著h增加，鉤碼克服空氣阻力的做功在增加
（2021 海南）為了驗證物體沿光滑斜面下滑的過程中機械能守恒，某學習小組用如圖1所示的氣墊導軌裝置（包括導軌、氣源、光電門、滑塊、遮光條、數字毫秒計）進行實驗。此外可使用的實驗器材還有：天平、游標卡尺、刻度尺。
（1）某同學設計了如下的實驗步驟，其中不必要的步驟是 ；
①在導軌上選擇兩個適當的位置A、B安裝光電門Ⅰ、Ⅱ，并連接數字毫秒計；
②用天平測量滑塊和遮光條的總質量m；
③用游標卡尺測量遮光條的寬度d；
④通過導軌上的標尺測出A、B之間的距離l；
⑤調整好氣墊導軌的傾斜狀態；
⑥將滑塊從光電門Ⅰ左側某處，由靜止開始釋放，從數字毫秒計讀出滑塊通過光電門Ⅰ、Ⅱ的時間Δt1、Δt2；
⑦用刻度尺分別測量A、B點到水平桌面的高度h1、h2；
改變氣墊導軌傾斜程度，重復步驟⑤⑥⑦，完成多次測量。
（2）用游標卡尺測量遮光條的寬度d時，游標卡尺的示數如圖2所示，則d＝ mm；某次實驗中，測得Δt1＝11.60ms，則滑塊通過光電門Ⅰ的瞬時速度v1＝ m/s（保留3位有效數字）；
（3）在誤差允許范圍內，若h1﹣h2＝ （用上述必要的實驗步驟直接測量的物理量符號表示，已知重力加速度為g），則認為滑塊下滑過程中機械能守恒；
（4）寫出兩點產生誤差的主要原因： 。
【解答】解：（1）滑塊沿光滑的斜面下滑過程機械能守恒，需要通過光電門測量通過滑塊運動的速度：
滑塊下滑過程中機械能守恒，減少的重力勢能轉化為動能：
整理化簡得：
所以測量滑塊和遮光條得總質量m不必要，②滿足題目要求，測量A、B之間的距離l不必要，④滿足題目要求。
故選：②④。
（2）游標卡尺的讀數為d＝5mm+0×0.05mm＝5.00mm。
滑塊通過光電門的速度；
（3）根據（1）問可知：，在誤差允許的范圍內，滿足該等式可認滑塊下滑過程中機械能守恒；
（4）滑塊在下滑過程中受到空氣阻力作用，產生誤差；遮光條寬度不夠窄，測量速度不準確，產生誤差。
故答案為：（1）②④；（2）5.00、0.431；（3）；（4）空氣阻力、遮光條太寬
（2021 福建）某實驗小組利用圖（a）所示的實驗裝置探究空氣阻力與速度的關系，實驗過程如下：
（1）首先將未安裝薄板的小車置于帶有定滑輪的木板上，然后將紙帶穿過打點計時器與小車相連。
（2）用墊塊將木板一端墊高，調整墊塊位置，平衡小車所受摩擦力及其他阻力。若某次調整過程中打出的紙帶如圖（b）所示（紙帶上的點由左至右依次打出），則墊塊應該 （填“往左移”“往右移”或“固定不動”）。
（3）在細繩一端掛上鉤碼，另一端通過定滑輪系在小車前端。
（4）把小車靠近打點計時器，接通電源，將小車由靜止釋放。小車拖動紙帶下滑，打出的紙帶一部分如圖（c）所示。已知打點計時器所用交流電的頻率為50Hz，紙帶上標出的每兩個相鄰計數點之間還有4個打出的點未畫出。打出F點時小車的速度大小為 m/s（結果保留2位小數）。
（5）保持小車和鉤碼的質量不變，在小車上安裝一薄板。實驗近似得到的某時刻起小車v﹣t圖像如圖（d）所示，由圖像可知小車加速度大小 （填“逐漸變大”“逐漸變小”或“保持不變”）。據此可以得到的實驗結論是 。
【解答】解：（2）由題圖（b）可知從左往右點間距逐漸增大，說明小車做加速運動，即平衡摩擦力過度，應減小木板的傾角，即將墊塊往右移。
（4）打F點時小車的速度大小等于打E、G兩點之間小車的平均速度大小，即
（5）v﹣t圖像的斜率表示加速度，所以由圖像可知小車加速度大小逐漸變小。
小車加速度隨速度的增大而變小，根據牛頓第二定律可知小車所受合外力F隨速度的增大而變小。裝上薄板后，設小車所受空氣阻力大小為f，則F＝T﹣f
而細繩拉力T不變，故由此得到的結論是空氣阻力隨速度增大而增大。
故答案為：往右移；0.15；逐漸變小；空氣阻力隨速度增大而增大
（2021 浙江）用如圖所示裝置進行“探究功與速度變化的關系”實驗。裝有砝碼的盤用繞過滑輪的細線牽引小車，盤和砝碼的重力可當作牽引力。小車運動的位移和速度可以由打點紙帶測出，以小車為研究對象，改變砝碼質量，便可探究牽引力所做的功與小車速度變化的關系。
①關于這個實驗，下列說法正確的是 。
A．需要補償小車受到阻力的影響
B．該實驗裝置可以“驗證機械能守恒定律”
C．需要通過調節定滑輪使細線與長木板平行
D．需要滿足盤和砝碼的總質量遠小于小車的質量
②如圖2所示是兩條紙帶，實驗時打出的應是第 條（填寫“Ⅰ”或“Ⅱ”）紙帶；
③根據實驗數據，在坐標紙上畫出的W﹣v2圖象是一條過原點的直線，據此圖象 （填“能”或“不能”）求出小車的質量。
【解答】解：（1）A、題中需要將盤和砝碼的重力可當作牽引力，所以首先需要補償小車受到阻力的影響，即抬高長木板右端，小車在不接盤和砝碼的情況下，輕推小車，使小車做勻速直線運動，說明小車重力沿斜面的分力與小車所受阻力等大反向，故A正確；
D、掛上盤與砝碼，根據牛頓第二定律：m'g﹣T＝m'a
對小車m，根據牛頓第二定律：T＝ma
兩式相比解得繩子拉力：T
當滿足盤和砝碼的總質量遠小于小車的質量，即T＝m'g，盤和砝碼的重力可當作牽引力，故D正確；
B、實驗過程中摩擦阻力無法消除，本實驗裝置無法驗證“機械能守恒定律”，故B錯誤；
C、細線與長木板平行需要平行，保證繩子的拉力與小車運動方向一致，這樣盤和砝碼的重力可完全當作牽引力，故C正確。
故選：ACD。
（2）車做勻加速直線運動，位移逐漸增大，打出的點跡間距逐漸增大，紙帶I后面的點跡間距保持不變，所以實驗打出的紙帶是第II條。
（3）根據動能定理可知：W，圖象的斜率為，據W﹣v2圖象求出小車的質量。
故答案為：（1）ACD；（2）Ⅱ；（3）能。
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