《2026年学易优高考二轮总复习物理》

[例 1] (2025·河南卷)
实验小组利用图 1 所示装置验证机械能守恒定律。可选用的器材有：交流电源(频率 $ 50 \, Hz $)、铁架台、电子天平、重锤、打点计时器、纸带、刻度尺等。
(1) 下列所给实验步骤中，有 4 个是完成实验必需且正确的，把它们选择出来并按实验顺序排列：④①⑥⑤(填步骤前面的序号)；
① 先接通电源，打点计时器开始打点，然后再释放纸带
② 先释放纸带，然后再接通电源，打点计时器开始打点
③ 用电子天平称量重锤的质量
④ 将纸带下端固定在重锤上，穿过打点计时器的限位孔，用手捏住纸带上端
⑤ 在纸带上选取一段，用刻度尺测量该段内各点到起点的距离，记录分析数据
⑥ 关闭电源，取下纸带
(2) 图 2 所示是纸带上连续打出的五个点 $ A $、$ B $、$ C $、$ D $、$ E $ 到起点的距离。则打出 $ B $ 点时重锤下落的速度大小为1.79 $ m/s $(保留 3 位有效数字)；
(3) 纸带上各点与起点间的距离即为重锤下落高度 $ h $，计算相应的重锤下落速度 $ v $，并绘制图 3 所示的 $ v^2 - h $ 关系图像。理论上，若机械能守恒，图中直线应通过(填“通过”或“不通过”)原点且斜率为2g(用重力加速度大小 $ g $ 表示)。由图 3 得直线的斜率 $ k = $19.1(19.0也可)(保留 3 位有效数字)；
(4) 定义单次测量的相对误差 $ \eta = \left| \frac{E_p - E_k}{E_p} \right| × 100\% $，其中 $ E_p $ 是重锤重力势能的减小量，$ E_k $ 是其动能增加量，则实验相对误差为 $ \eta = $|1−$\frac{k}{2g}$| $ × 100\% $(用字母 $ k $ 和 $ g $ 表示)；当地重力加速度大小取 $ g = 9.80 \, m/s^2 $，则 $ \eta = $2.6(3.1也可) $ \% $(保留 2 位有效数字)，若 $ \eta ＜ 5\% $，可认为在实验误差允许的范围内机械能守恒。

答案：
(1)④①⑥⑤　
(2)1.79　
(3)通过 2g 19.1(19.0也可)　
(4)|1−$\frac{k}{2g}$|　2.6(3.1也可)