高中物理 人教版（2019） 必修 第二册 8.5验证机械能守恒定律 学案（有解析）
文档属性
| 名称 | 高中物理 人教版（2019） 必修 第二册 8.5验证机械能守恒定律 学案（有解析） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-07-12 10:59:45 | ||
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文档简介
8.5验证机械能守恒定律
一、实验题
1．如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律．
对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是______．
A.重物选用质量和密度较大的金属锤
B.两限位孔在同一竖直面内上下对正
C.精确测量出重物的质量
D.用手托稳重物，接通电源后，撒手释放重物
某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50Hz的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示．纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点．重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有______．
A.OA、AD和EG的长度
B、OC、BC和CD的长度
C.BD、CF和EG的长度
D、AC、BD和EG的长度
2．某实验小组用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律。
（1）某同学按照正确操作得到纸带如图2所示，其中O是起始点，M、N、P为从合适位置开始选取的连续点中的三个点，打点频率为50 Hz，该同学用毫米刻度尺测量O到M、N、P各点的距离，并记录在图中，重物的质量为m＝0.1 kg，重力加速度g＝9.8 m/s2。根据图上所得的数据，从O点到N点，重物重力势能的减少量为ΔEp＝______J，其动能的增加量为ΔEk＝______J。（结果保留三位有效数字）
（2）若测出纸带上所有各点到O点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v及重物下落的高度x，则以v2为纵轴、x为横轴画出的图像是下图中的______。
A． B． C． D．
3．某同学利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示．气垫导轨倾斜固定在水平桌面上，导轨A点处有一带挡光片的滑块，滑块与挡光片的总质量为M，挡光片的宽度为d，滑块通过细线跨过光滑的定滑轮与两个相同的钩码相连，连接滑块的一段细线与导轨平行，每个钩码的质量为m．开启气泵，滑块恰好能静止于A点．导轨上B点处固定一个光电门，挡光片到光电门的距离为L（L小于钩码到定滑轮的距离）．已知当地重力加速度为g．
① 该同学用游标卡尺测出遮光片的宽度，则该同学用的游标卡尺是________分度（填10、20或50）．
② 某时刻只撤去钩码2，让滑块从A点静止开始运动，已知光电门记录挡光片挡光时间为，则滑块通过B点的瞬时速度为_________（用题目中所给的物理符号表示）．
③ 在滑块从A点运动到B点的过程中，为了验证滑块与钩码1组成的系统机械能守恒，需要验证的关系式为_________________________（用题目中所给的物理符号表示）．
4．在“验证机械能守恒定律”实验中，小王用如图1所示的装置，让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带，其中的一部分如图2所示。O点是打下的第一个点，A、B、C和D为另外4个连续打下的点。
①为了减小实验误差，对体积和形状相同的重物，实验时选择密度大的理由是___________。
②已知交流电频率为，重物质量为，当地重力加速度，则从O点到C点，重物的重力势能变化量的绝对值___________J、C点的动能___________J（计算结果均保留3位有效数字）。比较与的大小，出现这一结果的原因可能是___________。
A．工作电压偏高 B．存在空气阻力和摩擦力 C．接通电源前释放了纸带
5．为了验证物体沿光滑斜面下滑的过程中机械能守恒，某学习小组用如图所示的气垫导轨装置（包括导轨、气源、光电门、滑块、遮光条、数字毫秒计）进行实验。此外可使用的实验器材还有：天平、游标卡尺、刻度尺。
（1）某同学设计了如下的实验步骤，其中不必要的步骤是___________；
①在导轨上选择两个适当的位置A、B安装光电门Ⅰ、Ⅱ，并连接数字毫秒计；
②用天平测量滑块和遮光条的总质量m；
③用游标卡尺测量遮光条的宽度d；
④通过导轨上的标尺测出A、B之间的距离l；
⑤调整好气垫导轨的倾斜状态；
⑥将滑块从光电门Ⅰ左侧某处，由静止开始释放，从数字毫秒计读出滑块通过光电门Ⅰ、Ⅱ的时间、；
⑦用刻度尺分别测量A、B点到水平桌面的高度、；
⑧改变气垫导轨倾斜程度，重复步骤⑤⑥⑦，完成多次测量。
（2）用游标卡尺测量遮光条的宽度d时，游标卡尺的示数如图所示，则___________；某次实验中，测得，则滑块通过光电门Ⅰ的瞬时速度___________（保留3位有效数字）；
（3）在误差允许范围内，若___________（用上述必要的实验步骤直接测量的物理量符号表示，已知重力加速度为g），则认为滑块下滑过程中机械能守恒；
（4）写出两点产生误差的主要原因：___________。
6．某同学利用图1中的实验装置探究机械能变化量与力做功的关系。所用器材有：一端带滑轮的长木板、轻细绳、50g的钩码若干、光电门2个、数字计时器、带遮光条的滑块（质量为200g，其上可放钩码）、刻度尺。当地重力加速度为9.80m/s2。实验操作步骤如下：
①安装器材，调整两个光电门距离为50.00cm，轻细绳下端悬挂4个钩码，如图1所示；
②接通电源，释放滑块，分别记录遮光条通过两个光电门的时间，并计算出滑块通过两个光电门的速度；
③保持绳下端悬挂4个钩码不变，在滑块上依次增加一个钩码，记录滑块上所载钩码的质量，重复上述步骤；
④完成5次测量后，计算出每次实验中滑块及所载钩码的总质量M、系统（包含滑块、滑块所载钩码和轻细绳悬挂钩码）总动能的增加量ΔEk及系统总机械能的减少量ΔE，结果如下表所示：
M/kg 0.200 0.250 0.300 0.350 0.400
ΔEk/J 0.587 0.490 0.392 0.294 0.195
ΔE/J 0.393 0.490 0.686 0.785
回答下列问题：
（1）实验中轻细绳所悬挂钩码重力势能的减少量为______J（保留三位有效数字）；
（2）步骤④中的表格所缺数据为______；
（3）若M为横轴，ΔE为纵轴，选择合适的标度，在图2中绘出ΔE M图像______；若忽略轻细绳与滑轮之间的摩擦力做功，则滑块与木板之间的动摩擦因数为______（保留两位有效数字）。
7．某同学设计出如图甲所示的实验装置来“验证机械能守恒定律”，让小铁球从A点自由下落，下落过程中经过A点正下方的光电门B时，光电计时器记录下小球通过光电门时间t，当地的重力加速度为g。
（1）为了验证机械能守恒定律，除了该实验准备了如下器材：铁架台、夹子、铁质小球，光电门、数字式计时器、游标卡尺（分度），请问还需要______（选填“天平”、 “刻度尺”或“秒表”）。
（2）用游标卡尺测出小球的直径d和调整AB之间距离h，记录下通过光电门B的时间t，多次重复上述过程，作出随h的变化图象如图乙所示。若小球下落过程中机械能守恒时，该直线斜率______。
（3）在实验中根据数据实际绘出图象的直线斜率为，（）则实验过程中所受的平均阻力f与小球重力mg的比值______（用k，表示）。
8．老师要求同学设计一个实验来验证机械能守恒定律，要求用自己学过的知识，原理简了，具有可操作性，尽量不用复杂的仪器。小明同学经过认真思考，认为这个实验最关键的是测速度，他用如图所示的装置来验证机械能守恒定律，物体A（可视为质点）拴在长为L的轻绳一端，轻绳另一端固定在O点，在A的前端放一个质量较小的小金属块。现将物体A拉起，使绳与竖直方向成角，由静止开始释放物体A，当其到达最低位置时，受到竖直挡板P的阻挡而停止运动，之后小金属块将飞离物体A做平抛运动。测得小金属块的水平位移s和竖直下落高度h，重力加速度为g。
（1）用测得的物理量表示物体A在最低点的速度______；
（2）用已知的和测得的物理量表示物体A在运动过程中机械能守恒的关系式为______；
（3）写出一条减小实验误差的建议：______。
参考答案：
1． AB; BC;
【解析】
【详解】
（1）A．实验供选择的重物应该相对质量较大、体积较小的物体，这样能减少摩擦阻力的影响，从而减小实验误差，故A正确;
B．为了减小纸带与限位孔之间的摩擦图甲中两限位孔必须在同一竖直线，这样可以减小纸带与限位孔的摩擦，从而减小实验误差，故B正确;
C．因为实验中比较的是mgh与的大小关系，故m可约去，不需要测量重锤的质量，对减小实验误差没有影响，故C错误;
D．实验时，先接通打点计时器电源再放手松开纸带，对减小实验误差没有影响，故D错误.
（2）根据这段时间内的平均速度等于中时刻瞬时速度，结合动能与重力势能表达式.:
A．当知道OA、AD和EG的长度时，只有求得F点与AD的中点的瞬时速度，从而确定两者的动能变化，却无法求解重力势能的变化，故A错误；
B．当知道OC、BC和CD的长度时，同理，依据BC和CD的长度，可求得C点的瞬时速度，从而求得O到C点的动能变化，因知道OC间距，则可求得重力势能的变化，可以验证机械能守恒，故B正确；
C．当知道BD、CF和EG的长度时，依据BD和EG的长度，可分别求得C点与F点的瞬时速度，从而求得动能的变化，再由CF确定重力势能的变化，进而得以验证机械能守恒，故C正确；
D．当AC、BD和EG的长度时，依据AC和EG长度，只能求得B点与F点的瞬时速度，从而求得动能的变化，而BF间距不知道，则无法验证机械能守恒，故D错误；
2． 0.185 0.184 C
【解析】
【详解】
（1）[1][2]从O点到N点，重物重力势能的减少量为
其动能的增加量为
（2）[3]由机械能守恒定律得
可知
v2＝2gx
所以v2 x图像为一过原点的倾斜直线，故C正确，ABD错误。
故选C。
3． 50
【解析】
【详解】
解：①10分游标卡尺将9mm等分成10份，每份0.9mm，和主尺一格差0.1mm，精度0.1mm；20分游标卡尺将19mm等分成20份，每份0.95mm，和主尺一格差0.05mm，精度0.05mm；50分游标卡尺将49mm等分成50份，每份0.98mm，和主尺一格差0.02mm，精度0.02mm；游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读，所以该同学用游标卡尺测出遮光片的宽度，用的游标卡尺是50分度；
②极短时间内的平均速度等于瞬时速度，则滑块通过B点的瞬时速度为
③开启气泵，滑块恰好能静止于A点，根据平衡条件则有：；只撤去钩码2，让滑块从A点静止开始运动，系统重力势能的减小化量为，动能的增加量为：，为了验证滑块与钩码1组成的系统机械能守恒，需要验证的关系式为，即；
4． 阻力与重力之比更小（或其它合理解释） 0.547 0.588 C
【解析】
【分析】
【详解】
①[1]在验证机械能守恒实验时阻力越小越好，因此密度大的阻力与重力之比更小
②[2]由图中可知OC之间的距离为，因此机械能的减少量为
[3]匀变速运动时间中点的速度等于这段时间的平均速度，因此
因此动能的增加量为
[4]工作电压偏高不会影响实验的误差，存在摩擦力会使重力势能的减少量大于动能的增加量，只有提前释放了纸带，纸带的初速度不为零，下落到同一位置的速度偏大才会导致动能的增加量大于重力势能的减少量。
5． ②④ 滑块在下滑过程中受到空气阻力作用，产生误差；遮光条宽度不够窄，测量速度不准确，产生误差
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]滑块沿光滑的斜面下滑过程机械能守恒，需要通过光电门测量通过滑块运动的速度
滑块下滑过程中机械能守恒，减少的重力势能转化为动能
整理化简得
所以测量滑块和遮光条得总质量不必要，②满足题目要求，测量、之间的距离不必要，④满足题目要求。
故选②④。
（2）[2]游标卡尺的读数为
[3]滑块通过光电门的速度
（3）[4]根据（1）问可知
在误差允许的范围内，满足该等式可认滑块下滑过程中机械能守恒。
（4）[5]滑块在下滑过程中受到空气阻力作用，产生误差；遮光条宽度不够窄，测量速度不准确，产生误差。
6． 0.980 0.588 0.40（0.38~0.42均可）
【解析】
【详解】
（1）[1]滑块通过光电门1、2的过程，轻细绳所悬挂钩码下降的高度为L＝50.00cm，则4个钩码重力势能的减少量为
ΔEp＝4mgL＝4×0.05×9.80×0.5J＝0.980J
（2）[2]滑块和钩码组成的系统总机械能的减少量为
ΔE＝ΔEp－ΔEk
则第3次实验中系统减少的机械能为
ΔE3＝0.980J－0.392J＝0.588J
（3）[3]根据表格数据描点作ΔE M图像如图所示。
[4]若忽略轻细绳与滑轮之间的摩擦力做功，根据功能关系可知
ΔE＝μMgL
则ΔE M图像的斜率为
解得滑块与木板之间的动摩擦因数为
7． 刻度尺
【解析】
【详解】
(1)[1]本实验需要利用刻度尺测量铁质小球下降的高度计算小球的重力势能减少量，故答案为：刻度尺。
(2)[2]已知经过光电门的时间和小球的直径，由平均速度表示经过光电门时的速度
小球下落过程中，重力势能减少量等于动能增加量时可以认为机械能守恒；则有
化简可得
那么该直线斜率
(3)[3]因存在阻力，对小球下落过程运用动能定理可得
解得
所以重物和纸带下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值
8． 对于要测量的数据多次测量取平均值（选取受力后相对伸长量尽量小的绳等）
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]设物体A质量为m，重力对物体A做功为
物体A在最低点的速度可以用平抛运动的知识求解，在竖直方向
在水平方向
解得
(2)[2]根据动能定理
可知表示物体A在运动过程中机械能守恒的关系式为
(3)[3]减小系统误差或偶然误差的建议：对于要测量的数据多次测量取平均值（选取受力后相对伸长量尽量小的绳等）。
一、实验题
1．如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律．
对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是______．
A.重物选用质量和密度较大的金属锤
B.两限位孔在同一竖直面内上下对正
C.精确测量出重物的质量
D.用手托稳重物，接通电源后，撒手释放重物
某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50Hz的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示．纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点．重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有______．
A.OA、AD和EG的长度
B、OC、BC和CD的长度
C.BD、CF和EG的长度
D、AC、BD和EG的长度
2．某实验小组用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律。
（1）某同学按照正确操作得到纸带如图2所示，其中O是起始点，M、N、P为从合适位置开始选取的连续点中的三个点，打点频率为50 Hz，该同学用毫米刻度尺测量O到M、N、P各点的距离，并记录在图中，重物的质量为m＝0.1 kg，重力加速度g＝9.8 m/s2。根据图上所得的数据，从O点到N点，重物重力势能的减少量为ΔEp＝______J，其动能的增加量为ΔEk＝______J。（结果保留三位有效数字）
（2）若测出纸带上所有各点到O点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v及重物下落的高度x，则以v2为纵轴、x为横轴画出的图像是下图中的______。
A． B． C． D．
3．某同学利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示．气垫导轨倾斜固定在水平桌面上，导轨A点处有一带挡光片的滑块，滑块与挡光片的总质量为M，挡光片的宽度为d，滑块通过细线跨过光滑的定滑轮与两个相同的钩码相连，连接滑块的一段细线与导轨平行，每个钩码的质量为m．开启气泵，滑块恰好能静止于A点．导轨上B点处固定一个光电门，挡光片到光电门的距离为L（L小于钩码到定滑轮的距离）．已知当地重力加速度为g．
① 该同学用游标卡尺测出遮光片的宽度，则该同学用的游标卡尺是________分度（填10、20或50）．
② 某时刻只撤去钩码2，让滑块从A点静止开始运动，已知光电门记录挡光片挡光时间为，则滑块通过B点的瞬时速度为_________（用题目中所给的物理符号表示）．
③ 在滑块从A点运动到B点的过程中，为了验证滑块与钩码1组成的系统机械能守恒，需要验证的关系式为_________________________（用题目中所给的物理符号表示）．
4．在“验证机械能守恒定律”实验中，小王用如图1所示的装置，让重物从静止开始下落，打出一条清晰的纸带，其中的一部分如图2所示。O点是打下的第一个点，A、B、C和D为另外4个连续打下的点。
①为了减小实验误差，对体积和形状相同的重物，实验时选择密度大的理由是___________。
②已知交流电频率为，重物质量为，当地重力加速度，则从O点到C点，重物的重力势能变化量的绝对值___________J、C点的动能___________J（计算结果均保留3位有效数字）。比较与的大小，出现这一结果的原因可能是___________。
A．工作电压偏高 B．存在空气阻力和摩擦力 C．接通电源前释放了纸带
5．为了验证物体沿光滑斜面下滑的过程中机械能守恒，某学习小组用如图所示的气垫导轨装置（包括导轨、气源、光电门、滑块、遮光条、数字毫秒计）进行实验。此外可使用的实验器材还有：天平、游标卡尺、刻度尺。
（1）某同学设计了如下的实验步骤，其中不必要的步骤是___________；
①在导轨上选择两个适当的位置A、B安装光电门Ⅰ、Ⅱ，并连接数字毫秒计；
②用天平测量滑块和遮光条的总质量m；
③用游标卡尺测量遮光条的宽度d；
④通过导轨上的标尺测出A、B之间的距离l；
⑤调整好气垫导轨的倾斜状态；
⑥将滑块从光电门Ⅰ左侧某处，由静止开始释放，从数字毫秒计读出滑块通过光电门Ⅰ、Ⅱ的时间、；
⑦用刻度尺分别测量A、B点到水平桌面的高度、；
⑧改变气垫导轨倾斜程度，重复步骤⑤⑥⑦，完成多次测量。
（2）用游标卡尺测量遮光条的宽度d时，游标卡尺的示数如图所示，则___________；某次实验中，测得，则滑块通过光电门Ⅰ的瞬时速度___________（保留3位有效数字）；
（3）在误差允许范围内，若___________（用上述必要的实验步骤直接测量的物理量符号表示，已知重力加速度为g），则认为滑块下滑过程中机械能守恒；
（4）写出两点产生误差的主要原因：___________。
6．某同学利用图1中的实验装置探究机械能变化量与力做功的关系。所用器材有：一端带滑轮的长木板、轻细绳、50g的钩码若干、光电门2个、数字计时器、带遮光条的滑块（质量为200g，其上可放钩码）、刻度尺。当地重力加速度为9.80m/s2。实验操作步骤如下：
①安装器材，调整两个光电门距离为50.00cm，轻细绳下端悬挂4个钩码，如图1所示；
②接通电源，释放滑块，分别记录遮光条通过两个光电门的时间，并计算出滑块通过两个光电门的速度；
③保持绳下端悬挂4个钩码不变，在滑块上依次增加一个钩码，记录滑块上所载钩码的质量，重复上述步骤；
④完成5次测量后，计算出每次实验中滑块及所载钩码的总质量M、系统（包含滑块、滑块所载钩码和轻细绳悬挂钩码）总动能的增加量ΔEk及系统总机械能的减少量ΔE，结果如下表所示：
M/kg 0.200 0.250 0.300 0.350 0.400
ΔEk/J 0.587 0.490 0.392 0.294 0.195
ΔE/J 0.393 0.490 0.686 0.785
回答下列问题：
（1）实验中轻细绳所悬挂钩码重力势能的减少量为______J（保留三位有效数字）；
（2）步骤④中的表格所缺数据为______；
（3）若M为横轴，ΔE为纵轴，选择合适的标度，在图2中绘出ΔE M图像______；若忽略轻细绳与滑轮之间的摩擦力做功，则滑块与木板之间的动摩擦因数为______（保留两位有效数字）。
7．某同学设计出如图甲所示的实验装置来“验证机械能守恒定律”，让小铁球从A点自由下落，下落过程中经过A点正下方的光电门B时，光电计时器记录下小球通过光电门时间t，当地的重力加速度为g。
（1）为了验证机械能守恒定律，除了该实验准备了如下器材：铁架台、夹子、铁质小球，光电门、数字式计时器、游标卡尺（分度），请问还需要______（选填“天平”、 “刻度尺”或“秒表”）。
（2）用游标卡尺测出小球的直径d和调整AB之间距离h，记录下通过光电门B的时间t，多次重复上述过程，作出随h的变化图象如图乙所示。若小球下落过程中机械能守恒时，该直线斜率______。
（3）在实验中根据数据实际绘出图象的直线斜率为，（）则实验过程中所受的平均阻力f与小球重力mg的比值______（用k，表示）。
8．老师要求同学设计一个实验来验证机械能守恒定律，要求用自己学过的知识，原理简了，具有可操作性，尽量不用复杂的仪器。小明同学经过认真思考，认为这个实验最关键的是测速度，他用如图所示的装置来验证机械能守恒定律，物体A（可视为质点）拴在长为L的轻绳一端，轻绳另一端固定在O点，在A的前端放一个质量较小的小金属块。现将物体A拉起，使绳与竖直方向成角，由静止开始释放物体A，当其到达最低位置时，受到竖直挡板P的阻挡而停止运动，之后小金属块将飞离物体A做平抛运动。测得小金属块的水平位移s和竖直下落高度h，重力加速度为g。
（1）用测得的物理量表示物体A在最低点的速度______；
（2）用已知的和测得的物理量表示物体A在运动过程中机械能守恒的关系式为______；
（3）写出一条减小实验误差的建议：______。
参考答案：
1． AB; BC;
【解析】
【详解】
（1）A．实验供选择的重物应该相对质量较大、体积较小的物体，这样能减少摩擦阻力的影响，从而减小实验误差，故A正确;
B．为了减小纸带与限位孔之间的摩擦图甲中两限位孔必须在同一竖直线，这样可以减小纸带与限位孔的摩擦，从而减小实验误差，故B正确;
C．因为实验中比较的是mgh与的大小关系，故m可约去，不需要测量重锤的质量，对减小实验误差没有影响，故C错误;
D．实验时，先接通打点计时器电源再放手松开纸带，对减小实验误差没有影响，故D错误.
（2）根据这段时间内的平均速度等于中时刻瞬时速度，结合动能与重力势能表达式.:
A．当知道OA、AD和EG的长度时，只有求得F点与AD的中点的瞬时速度，从而确定两者的动能变化，却无法求解重力势能的变化，故A错误；
B．当知道OC、BC和CD的长度时，同理，依据BC和CD的长度，可求得C点的瞬时速度，从而求得O到C点的动能变化，因知道OC间距，则可求得重力势能的变化，可以验证机械能守恒，故B正确；
C．当知道BD、CF和EG的长度时，依据BD和EG的长度，可分别求得C点与F点的瞬时速度，从而求得动能的变化，再由CF确定重力势能的变化，进而得以验证机械能守恒，故C正确；
D．当AC、BD和EG的长度时，依据AC和EG长度，只能求得B点与F点的瞬时速度，从而求得动能的变化，而BF间距不知道，则无法验证机械能守恒，故D错误；
2． 0.185 0.184 C
【解析】
【详解】
（1）[1][2]从O点到N点，重物重力势能的减少量为
其动能的增加量为
（2）[3]由机械能守恒定律得
可知
v2＝2gx
所以v2 x图像为一过原点的倾斜直线，故C正确，ABD错误。
故选C。
3． 50
【解析】
【详解】
解：①10分游标卡尺将9mm等分成10份，每份0.9mm，和主尺一格差0.1mm，精度0.1mm；20分游标卡尺将19mm等分成20份，每份0.95mm，和主尺一格差0.05mm，精度0.05mm；50分游标卡尺将49mm等分成50份，每份0.98mm，和主尺一格差0.02mm，精度0.02mm；游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读，所以该同学用游标卡尺测出遮光片的宽度，用的游标卡尺是50分度；
②极短时间内的平均速度等于瞬时速度，则滑块通过B点的瞬时速度为
③开启气泵，滑块恰好能静止于A点，根据平衡条件则有：；只撤去钩码2，让滑块从A点静止开始运动，系统重力势能的减小化量为，动能的增加量为：，为了验证滑块与钩码1组成的系统机械能守恒，需要验证的关系式为，即；
4． 阻力与重力之比更小（或其它合理解释） 0.547 0.588 C
【解析】
【分析】
【详解】
①[1]在验证机械能守恒实验时阻力越小越好，因此密度大的阻力与重力之比更小
②[2]由图中可知OC之间的距离为，因此机械能的减少量为
[3]匀变速运动时间中点的速度等于这段时间的平均速度，因此
因此动能的增加量为
[4]工作电压偏高不会影响实验的误差，存在摩擦力会使重力势能的减少量大于动能的增加量，只有提前释放了纸带，纸带的初速度不为零，下落到同一位置的速度偏大才会导致动能的增加量大于重力势能的减少量。
5． ②④ 滑块在下滑过程中受到空气阻力作用，产生误差；遮光条宽度不够窄，测量速度不准确，产生误差
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]滑块沿光滑的斜面下滑过程机械能守恒，需要通过光电门测量通过滑块运动的速度
滑块下滑过程中机械能守恒，减少的重力势能转化为动能
整理化简得
所以测量滑块和遮光条得总质量不必要，②满足题目要求，测量、之间的距离不必要，④满足题目要求。
故选②④。
（2）[2]游标卡尺的读数为
[3]滑块通过光电门的速度
（3）[4]根据（1）问可知
在误差允许的范围内，满足该等式可认滑块下滑过程中机械能守恒。
（4）[5]滑块在下滑过程中受到空气阻力作用，产生误差；遮光条宽度不够窄，测量速度不准确，产生误差。
6． 0.980 0.588 0.40（0.38~0.42均可）
【解析】
【详解】
（1）[1]滑块通过光电门1、2的过程，轻细绳所悬挂钩码下降的高度为L＝50.00cm，则4个钩码重力势能的减少量为
ΔEp＝4mgL＝4×0.05×9.80×0.5J＝0.980J
（2）[2]滑块和钩码组成的系统总机械能的减少量为
ΔE＝ΔEp－ΔEk
则第3次实验中系统减少的机械能为
ΔE3＝0.980J－0.392J＝0.588J
（3）[3]根据表格数据描点作ΔE M图像如图所示。
[4]若忽略轻细绳与滑轮之间的摩擦力做功，根据功能关系可知
ΔE＝μMgL
则ΔE M图像的斜率为
解得滑块与木板之间的动摩擦因数为
7． 刻度尺
【解析】
【详解】
(1)[1]本实验需要利用刻度尺测量铁质小球下降的高度计算小球的重力势能减少量，故答案为：刻度尺。
(2)[2]已知经过光电门的时间和小球的直径，由平均速度表示经过光电门时的速度
小球下落过程中，重力势能减少量等于动能增加量时可以认为机械能守恒；则有
化简可得
那么该直线斜率
(3)[3]因存在阻力，对小球下落过程运用动能定理可得
解得
所以重物和纸带下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值
8． 对于要测量的数据多次测量取平均值（选取受力后相对伸长量尽量小的绳等）
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]设物体A质量为m，重力对物体A做功为
物体A在最低点的速度可以用平抛运动的知识求解，在竖直方向
在水平方向
解得
(2)[2]根据动能定理
可知表示物体A在运动过程中机械能守恒的关系式为
(3)[3]减小系统误差或偶然误差的建议：对于要测量的数据多次测量取平均值（选取受力后相对伸长量尽量小的绳等）。