【題目】在用落體法“驗證機械能守恒定律”實驗時,某同學按照正確的步驟操作(如圖1),并選得一條如圖2所示的紙帶.其中O是起始點,A、B、C是打點計時器連續(xù)打下的3個點,該同學用毫米刻度尺測量O到A、B、C各點的距離,并記錄在圖2中(單位cm),重錘質量為0.5kg,重力加速度g=9.80m/s2 .
(1)根據(jù)圖2中的數(shù)據(jù),可知重物由O點運動到B點,重力勢能減少量△Ep=J,動能的增加量△Ek=J.(計算結果保留3位有效數(shù)字)
(2)重力勢能的減少量△Ep往往大于動能的增加量△Ek , 這是因為 .
(3)他進一步分析,發(fā)現(xiàn)本實驗存在較大誤差,為此設計出用如圖3所示的實驗裝置來驗證機械能守恒定律.通過電磁鐵控制的小鐵球從A點自由下落,下落過程中經(jīng)過光電門B時,通過與之相連的毫秒計時器(圖中未畫出)記錄擋光時間t,用毫米刻度尺測出AB之間的距離h,用精密儀器測得小鐵球的直徑d.重力加速度為g.實驗前應調整光電門位置使小球下落過程中球心通過光電門中的激光束.題中所給的d、t、h、g應滿足關系式 , 方可驗證機械能守恒定律.
(4)比較兩個方案,改進后的方案相比原方案的優(yōu)點是: .
【答案】
(1)0.610,0.599
(2)克服阻力做功(或阻力作用的緣故)
(3)
(4)①阻力減小,②速度測量更精確
【解析】解:(1)重物由O點運動到B點,那么重力勢能的減小量為:
△Ep=mgh=0.5×9.8×0.1245J≈0.610J,
B點的瞬時速度為:vB= = =1.55m/s,
則動能的增加量為:△Ek= mvB2= ≈0.599J.(2)由于物體下落過程中存在摩擦阻力,這樣驗證的系統(tǒng)誤差總是使重物的重力勢能的減少量略大于動能的增加量.(3)光電門測速度的原理是:利用通過極短時間內的平均速度表示瞬時速度,因此有:v= ;
根據(jù)功能關系得:mgh= mv2,因此有: ,
即若滿足: 則機械能守恒.(3)該實驗產生誤差的主要原因是空氣阻力以及紙帶與限位孔之間的摩擦力影響,因此實驗進行改正之后的主要優(yōu)點是:沒有紙帶與打點計時器間的摩擦影響,實驗誤差減小了;同時速度測量更精確.
所以答案是:(1)0.610,0.599;(2)克服阻力做功(或阻力作用的緣故);(3) ;(4)①阻力減小,②速度測量更精確.
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【題目】我國成功發(fā)射了“嫦娥一號”探月衛(wèi)星,標志著中國航天正式開始了深空探測新時代.已知月球的半徑約為地球半徑的 ,月球表面的重力加速度約為地球表面重力加速度的 .地球半徑R地=6.4×103km,取地球表面的重力加速度g近似等于 π2 . 求繞月球飛行衛(wèi)星的周期最短為多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】下列說法不正確的是( )
A.任何形式的交流電壓的有效值都是 的關系
B.正弦式交變電流具有 的關系
C.照明電壓220V和動力電壓380V指的都是有效值
D.交流電壓表和電流表測量的是交流電的有效值
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,半圓形玻璃磚按圖中實線位置放置,直徑與BD重合.一束激光沿著半圓形玻璃磚的半徑從圓弧面垂直BD射到圓心O點上.使玻璃磚繞O點逆時針緩慢地轉過角度θ(0°<θ<90°),觀察到折射光斑和反射光斑在弧形屏上移動.在玻璃磚轉動過程中,以下說法正確的是( )
A.折射光斑在弧形屏上沿C→F→B方向移動
B.折射光斑的亮度逐漸變暗
C.折射角一定大于反射角
D.反射光線轉過的角度為θ
E.當玻璃磚轉至θ=45°時,恰好看不到折射光線.則此玻璃磚的折射率n=
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖甲為一臺小型發(fā)電機構造圖,線圈逆時針轉動,產生的電動勢隨時間按余弦規(guī)律變化,其et圖象如圖乙所示。發(fā)電機線圈的內阻為1Ω,外接燈泡的電阻為9Ω,則( )
A.電壓表的示數(shù)為6V
B.發(fā)電機的輸出功率為4W
C.在1.0×10-2s時刻,穿過線圈的磁通量最小
D.在2.0×10-2s時刻,穿過線圈的磁通量變化率最大
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,平行金屬板中帶電質點P原處與靜止狀態(tài),不考慮電流表和電壓表對電路的影響,當滑動變阻器R4的滑片向a端移動時,則( )
A.電壓表讀數(shù)減小
B.電流表讀數(shù)減小
C.質點P將向上運動
D.R3上消耗的功率逐漸增大
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