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    如图所示，利用古代抛石机的模型验证机械能守恒定律．图中O为固定于水平地面的支架与轻杆间的转轴；A为固定于杆端，质量为m1的球；B球质量为m2，放在轻杆另一端勺形槽内．
    （1）为了达到实验目的，实验中除了要测定mA，mB，A、B的球心离O的距离LA，LB以外，还需要测量
    BCD
    BCD

    A．A球从释放运动到最低点的时间t
    B．O离地面的高度h
    C．B球落地点与O的水平距离S
    D．释放轻杆时A球的高度h
    （2）为使实验误差尽量小，可采取的措施有
    BCD
    BCD

    A．B球的质量尽可能要小
    B．杆的硬度尽量的高
    C．支架处地面与B球落地处地面要在同一水平面上
    D．在同一高度多次释放A球的前提下，取B球的平均落点
    （3）某次操作是将轻杆从水平状态无初速释放的，试用上面测量的物理量写出系统势能的减少量为
    mALAg-mBLBg
    mALAg-mBLBg
    ，动能的增加量为
    s2g
    4(h+LB)
    (
    mALA2
    LB2
    +mB)
    s2g
    4(h+LB)
    (
    mALA2
    LB2
    +mB)
    ，正常情况下会出现前者
    大于
    大于
    后者（填“大于”，“小于”）
    分析：通过两小球的重力势能的减小转化两小球的动能，若减小量等于增加量，则能验证机械能守恒．小球的速度借助于平抛运动的规律，结合平抛运动的高度和水平位移测出．
    解答：解：（1）为了验证系统机械能守恒，需测量系统重力势能的减小量和系统动能的增加量．系统重力势能的减小量为mALAg-mBLBg，系统动能的增加量需要测量B球的速度，所以需要测量O离地面的高度h，B球落地点与O的水平距离S，释放轻杆时A球的高度h．故选BCD．
    （2）为减小实验误差，杆必须有硬度，否则会储存弹性势能，同时转轴尽量减小摩擦阻力，最后要确定B球的落点，因此多次释放，取平均值．
    故选BCD．
    （3）将轻杆从水平状态无初速释放，系统重力势能的减小量为mALAg-mBLBg，
    B球的速度vB=
    s
    t
    =
    s
    2(h+LB)
    g
    =s
    g
    2(h+LB)
    ，
    因为A、B的角速度相等，则
    vB
    LB
    =
    vA
    LA
    ，
    系统动能的增加量△Ek=
    1
    2
    mAvA2+
    1
    2
    mBvB2    =
    s2g
    4(h+LB)
    (
    mALA2
    LB2
    +mB)    ．
    由于存在阻力等影响，所以系统重力势能的减小量大于系统动能的增加量．
    故答案为：（1）BCD     （2）BCD
    （3）mALAg-mBLBg
    s2g
    4(h+LB)
    (
    mALA2
    LB2
    +mB)
    大于
    点评：考查如何验证机械能守恒定律，通过实验的设计，运用重力势能的减小来转化为动能来验证．注意平抛运动的初速度的确定，及两小球的速度不同．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    科技活动小组成员利用暑假进行社会实践活动时，发现可以利用古代抛石机的模型验证系统机械能守恒定律，如图所示，一轻杆可绕固定于水平地面的竖直支架上的转动轴O转动，轻杆左端固定一小球A，轻杆右端的勺形槽内放置另一小球B．当将轻杆由图示位置静止释放后，A球向下运动可带动轻杆逆时针转动，直到轻杆到达竖直位置时，B球被水平抛出．要验证机械能守恒，首先要测得小球A、B的质量分别为mA、mB，以及A、B的球心离O的距离分别为LA、LB，除此之外还需要测量的物理量有（　　）

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    科目：高中物理 来源：上海市徐汇区2010届高三第二次模拟考试物理试题 题型：058

    某同学想利用古代抛石机的模型验证系统机械能守恒定律，如图所示，一轻杆可绕固定于水平地面的竖直支架上的转动轴O转动，轻杆左端固定一小球A，轻杆右端的勺形槽内放置另一小球B．当将轻杆由静止释放后，A球向下运动可带动轻杆逆时针转动，直到轻杆到达竖直位置时，B球被水平抛出．实验前已测得小球A、B的质量分别为mA、mB，A、B的球心离O的距离分别为LA、LB，转轴O离地面的高度为h0，已知重力加速度为g．

    (1)

    该同学在某次实验时，将轻杆从水平位置无初速释放，则从释放到B球刚被抛出的过程中，系统势能的减少量为________；B球落地后，测得B球落地点与O点的水平距离为s，则由此可知，从释放到B球刚被抛出的过程中，系统动能的增加量为________．

    (2)

    为减小实验误差，可采取的措施有

    A．

    尽量减小B球的质量

    B．

    选用硬度较高的轻杆

    C．

    尽量减小转轴O处的摩擦

    D．

    在同一高度多次释放A球的前提下，取B球的平均落点，然后测量s

    (3)

    为进一步提高实验精度，也可多次改变A球释放的初始位置，如图所示．测出A球离地高度h及对应的B球落地点与O点的水平距离s，然后根据测量数据作________图像，若得到一条过原点的直线，也可证明系统机械能守恒．

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    科目：高中物理 来源：2012-2013学年浙江省杭州二中高一下学期期中考试物理理科试卷（带解析） 题型：实验题

    科技活动小组成员利用暑假进行社会实践活动时，发现可以利用古代抛石机的模型来验证机械能守恒定律，其原理如图所示．图中O为转轴，A球固定于杆上且质量为mA，B球放在勺形槽内且质量为mB.由静止释放轻杆后，可以逆时针转动，轻杆转到竖直位置时，B球被水平抛出．

    (1)要验证机械能守恒定律，首先需要测量mA、mB及两球距O点的距离LA、LB，除此之外还需要测量的物理量有________．
    A．A球从释放运动到最低点的时间t
    B．O离地面的高度h
    C．B球落地点与O的水平距离x
    D．释放轻杆时A球的高度h0
    (2)下列减小实验误差的措施中，可行的有________．
    A．开始释放时，让轻杆水平
    B．支架处地面与B球落地处地面要在同一水平面上
    C．杆的硬度尽量高
    D．在同一高度多次释放A球的前提下，取B球的平均落点，然后测量x
    E．尽量减小转轴O处的摩擦力
    F．尽量减小B球的质量
    (3)在轻杆从水平状态无初速释放的前提下，结合上述测定的物理量，可求系统重力势能减少量为________，动能增加量为________，正常情况下会出现前者________(填“大于”或“小于”)后者．

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    科目：高中物理 来源：2015届浙江省高一下学期期中考试物理理科试卷（解析版） 题型：实验题

    科技活动小组成员利用暑假进行社会实践活动时，发现可以利用古代抛石机的模型来验证机械能守恒定律，其原理如图所示．图中O为转轴，A球固定于杆上且质量为mA，B球放在勺形槽内且质量为mB.由静止释放轻杆后，可以逆时针转动，轻杆转到竖直位置时，B球被水平抛出．

    (1)要验证机械能守恒定律，首先需要测量mA、mB及两球距O点的距离LA、LB，除此之外还需要测量的物理量有________．

    A．A球从释放运动到最低点的时间t

    B．O离地面的高度h

    C．B球落地点与O的水平距离x

    D．释放轻杆时A球的高度h0

    (2)下列减小实验误差的措施中，可行的有________．

    A．开始释放时，让轻杆水平

    B．支架处地面与B球落地处地面要在同一水平面上

    C．杆的硬度尽量高

    D．在同一高度多次释放A球的前提下，取B球的平均落点，然后测量x

    E．尽量减小转轴O处的摩擦力

    F．尽量减小B球的质量

    (3)在轻杆从水平状态无初速释放的前提下，结合上述测定的物理量，可求系统重力势能减少量为________，动能增加量为________，正常情况下会出现前者________(填“大于”或“小于”)后者．

     

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （7分）某同学想利用古代抛石机的模型验证系统机械能守恒定律，如图所示，一轻杆可绕固定于水平地面的竖直支架上的转动轴O转动，轻杆左端固定一小球A，轻杆右端的勺形槽内放置另一小球B。当将轻杆由静止释放后，A球向下运动可带动轻杆逆时针转动，直到轻杆到达竖直位置时，B球被水平抛出。实验前已测得小球A、B的质量分别为mA、mB，A、B的球心离O的距离分别为LA、LB，转轴O离地面的高度为h0，已知重力加速度为g。

    （1）该同学在某次实验时，将轻杆从水平位置无初速释放，则从释放到B球刚被抛出的过程中，系统势能的减少量为          ；B球落地后，测得B球落地点与O点的水平距离为s，则由此可知，从释放到B球刚被抛出的过程中，系统动能的增加量为            。

    （2）（多选题）为减小实验误差，可采取的措施有（　 　）

    （A）尽量减小B球的质量

    （B）选用硬度较高的轻杆

    （C）尽量减小转轴O处的摩擦

    （D）在同一高度多次释放A球的前提下，取B球的平均落点，然后测量s

    （3）为进一步提高实验精度，也可多次改变A球释放的初始位置，如图所示。测出A球离地高度h及对应的B球落地点与O点的水平距离s，然后根据测量数据作         图像，若得到一条过原点的直线，也可证明系统机械能守恒。

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