18.在“探究動(dòng)能與重力勢(shì)能的轉(zhuǎn)化和守恒”的實(shí)驗(yàn)中采用重物自由下落的方法:
(1)實(shí)驗(yàn)供選擇的重物有以下四個(gè),應(yīng)選擇C.
A.質(zhì)量為100g的木球            B.質(zhì)量為10g的砝碼
C.質(zhì)量為200g的鉤碼            D.質(zhì)量為10g的塑料球
(2)實(shí)驗(yàn)中不一定(填一定或不一定)要用天平測(cè)量重物的質(zhì)量.
(3)若某次實(shí)驗(yàn)中使用質(zhì)量m=1kg的重物自由下落,得到如圖所示的紙帶,相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.04s.那么從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下起點(diǎn)O到打下B點(diǎn)的過(guò)程中,重物重力勢(shì)能的減少量△Ep=2.33J (g=10m/s2,保留三位有效數(shù)字),此過(guò)程中重物動(dòng)能的增加量△Ek=2.26J(保留三位有效數(shù)字).由此可得到的結(jié)論是在誤差允許范圍內(nèi),重物的機(jī)械能守恒.

分析 為了減小阻力的影響,重錘選擇質(zhì)量大一些,體積小一些的.
根據(jù)下降的高度求出重力勢(shì)能的減小量,根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出B點(diǎn)的速度,從而得出動(dòng)能的增加量,通過(guò)比較得出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論.

解答 解:(1)為了減小阻力的影響,重錘選擇質(zhì)量大一些,體積小一些的,所以重物選擇質(zhì)量為200g的鉤碼,故選:C.
(2)驗(yàn)證動(dòng)能的增加量和重力勢(shì)能的減小量,兩端都有質(zhì)量,可以約去,所以不一定需要測(cè)量重錘的質(zhì)量.
(3)從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下起點(diǎn)O到打下B點(diǎn)的過(guò)程中,重物重力勢(shì)能的減少量△Ep=mgh=1×10×23.25×10-2J≈2.33J,B點(diǎn)的瞬時(shí)速度${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.3250-0.1550}{0.08}$m/s=2.125m/s,則動(dòng)能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}$=$\frac{1}{2}×1×2.12{5}^{2}$≈2.26J,可知在誤差允許范圍內(nèi),重物的機(jī)械能守恒.
故答案為:(1)C,(2)不一定,(3)2.33,2.26,在誤差允許范圍內(nèi),重物的機(jī)械能守恒.

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法,會(huì)根據(jù)紙帶求解瞬時(shí)速度,從而得出動(dòng)能的增加量,會(huì)根據(jù)下降的高度求解重力勢(shì)能的減小量.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

8.某同學(xué)用如圖所示的裝置測(cè)量木塊A與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù).在桌面上固定有輕彈簧,光電門1和光電門2.實(shí)驗(yàn)步驟如下:
ⅰ.適當(dāng)調(diào)節(jié)兩光電門1,2的位置,用刻度尺測(cè)量出兩光電門的距離x1,通過(guò)木塊A壓縮至適當(dāng)?shù)奈恢肞后釋放,由光電計(jì)時(shí)器測(cè)量出木塊A的前端從光電門1到光電門2的時(shí)間為t1;
ⅱ.光電門2的位置不動(dòng),改變光電門1的位置,用刻度尺測(cè)量出兩光電門之間的距離x2,木塊A壓縮彈簧至同一位置P后釋放,由光電計(jì)時(shí)器測(cè)出木塊A的前端由光電門1到光電門2的時(shí)間為t2
試回答以下問(wèn)題:
(1)若兩光電門距離為x,物塊A到達(dá)光電門2的速度為v,物塊在兩光電門之間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,物塊在與桌面上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a,物理量x,v,t,a之間的關(guān)系式為x=$x=vt+\frac{1}{2}a{t}^{2}$
(2)實(shí)驗(yàn)還需要測(cè)量或者知道的物理量是D(填正確答案前面的字母序號(hào)).
A.木塊的長(zhǎng)度l    B.彈簧的進(jìn)度系數(shù)k    C.彈簧的形變量x    D.重力加速度g
(3)利用測(cè)量的物理量得出物塊A與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為$\frac{2({x}_{2}{t}_{1}-{x}_{1}{t}_{2})}{{t}_{1}{t}_{2}({t}_{2}-{t}_{1})g}$.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

9.在利用重物自由下落“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,有如下器材:
A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器    B.低壓交流電源(附導(dǎo)線)
C.天平(附砝碼)D.鐵架臺(tái)(附夾子)
E.重錘(附夾子)F.紙帶
G.秒表       H.復(fù)寫紙
(1)其中不必要的器材是CG;還缺少的器材是刻度尺;(填代碼)
(2)某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2.實(shí)驗(yàn)小組選出一條紙帶如圖乙所示,其中O點(diǎn)為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)(靜止點(diǎn)),A、B、C為三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),在計(jì)數(shù)點(diǎn)A和B、B和C之間還各有一個(gè)點(diǎn),測(cè)得h1=12.01cm,h2=19.15cm,h3=27.85cm.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源為50Hz的交流電.
若重錘質(zhì)量為m,根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以求得:當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打到B點(diǎn)時(shí),重錘的重力勢(shì)能比開始下落時(shí)減少了1.88mJ;此時(shí)重錘的動(dòng)能比開始下落時(shí)增加了1.96mJ,根據(jù)計(jì)算結(jié)果可以知道該實(shí)驗(yàn)小組在做實(shí)驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題可能是做實(shí)驗(yàn)時(shí)先釋放了紙帶然后再合上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電鍵(找出一種原因即可);

(3)如果重錘下落高度為h時(shí)對(duì)應(yīng)的速度為v,以$\frac{v^2}{2}$為縱軸,以h為橫軸,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出$\frac{{v}^{2}}{2}$-h圖線,則圖線斜率的數(shù)值在理論上等于重力加速度g.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

6.一個(gè)直流發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)為240V,內(nèi)阻為5Ω,現(xiàn)按如圖的電路給一臺(tái)電扇和一個(gè)電燈供電,電扇的規(guī)格“220V、100W、內(nèi)阻為5Ω”,燈泡規(guī)格“220V、100W”,用電器正常工作時(shí):求:
(1)滑動(dòng)變阻器的阻值為多少?
(2)電扇的熱功率和機(jī)械功率分別是多少?
(3)將滑動(dòng)變阻器改為與電扇、電燈并聯(lián),調(diào)整其阻值,使電源獲得最大輸出功率,則電源的最大輸出功率和此時(shí)電燈的功率各是多少?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

13.如圖所示,正三角形ABC區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(未畫出),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=$\frac{2\sqrt{3}m{v}_{0}}{3qL}$,△ABC的邊長(zhǎng)為L(zhǎng),O為BC邊的中點(diǎn).大量質(zhì)量為m、速度為v0的粒子從O點(diǎn)沿不同的方向垂直于磁場(chǎng)方向射入該磁場(chǎng)區(qū)域(不計(jì)粒子重力),則從AB邊和AC邊射出的粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間可能為( 。
A.$\frac{\sqrt{3}πL}{3{v}_{0}}$B.$\frac{\sqrt{3}πL}{6{v}_{0}}$C.$\frac{\sqrt{3}πL}{9{v}_{0}}$D.$\frac{\sqrt{3}πL}{12{v}_{0}}$

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

3.如圖甲為“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖,盤和重物的總質(zhì)量為m,小車和砝碼的總質(zhì)量為M.實(shí)驗(yàn)中用盤和重物總重力的大小作為細(xì)線對(duì)小車?yán)Φ拇笮。?br />
(1)實(shí)驗(yàn)中,為了使細(xì)線對(duì)小車的拉力等于小車所受的合外力,先調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板一端定滑輪的高度,使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行.接下來(lái)還需要進(jìn)行的一項(xiàng)操作是B(填寫所選選項(xiàng)的序號(hào))
A.將長(zhǎng)木板水平放置,讓小車連著已經(jīng)穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶,給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電,調(diào)節(jié)m的大小,使小車在盤和重物的牽引下運(yùn)動(dòng),從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng).
B.將長(zhǎng)木板的右端墊起適當(dāng)?shù)母叨龋屝≤囘B著已經(jīng)穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶,撤去盤和重物,給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電,輕推小車,從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng).
C.將長(zhǎng)木板的右端墊起適當(dāng)?shù)母叨,撤去紙帶以及盤和重物,輕推小車,觀察判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng).
(2)實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶如圖乙所示,A、B、C、D、E、F、G為7個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn),量出相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為x1、x2、x3、x4、x5、x6.已知相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為T,則小車的加速度a=$\frac{({x}_{6}-{x}_{3})+({x}_{5}-{x}_{2})+({x}_{4}-{x}_{1})}{9{T}^{2}}$(用題中所給字母表示).
(3)實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行質(zhì)量m和M的選取,以下最合理的一組是C
A.M=20g,m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
B.M=200g,m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
C.M=400g,m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
D.M=400g,m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
(4)該實(shí)驗(yàn)小組以測(cè)得的加速度a為縱軸,盤和重物的總重力F為橫軸,作出的圖象如圖丙中圖線1所示,發(fā)現(xiàn)圖象不過(guò)原點(diǎn),懷疑在測(cè)量力時(shí)不準(zhǔn)確,他們將實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改裝,將一個(gè)力傳感器安裝在小車上,直接測(cè)量細(xì)線拉小車的力F′,作a-F′圖如圖丙中圖線2所示,則圖象不過(guò)原點(diǎn)的原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足,對(duì)于圖象上相同的力,用傳感器測(cè)得的加速度偏大,其原因是鉤碼的質(zhì)量未遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

10.理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1:n2=2:1,在原、副線圈回路中分別接有R1、R2兩個(gè)定值電阻且R1=2R2.原線圈一側(cè)接在電壓為UAB=12V的正弦交流電源上,如圖所示.則(  )
A.UAB:UCD=2:1
B.R2兩端電壓為4V
C.原、副線圈回路消耗的功率之比p1:p2=1:1
D.若AB間改接電壓仍為12V的直流電源,則原、副線圈回路電流之比I1:I2=1:2

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

7.某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證牛頓第二定律,請(qǐng)回答下列有關(guān)此實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題:

(1)該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備了圖中所示的實(shí)驗(yàn)裝置及下列輔助器材:
A.交流電源、導(dǎo)線
B.天平(含配套砝碼)
C.秒表
D.刻度尺
E.細(xì)線、砂和小砂桶
其中不必要的器材是C(填代號(hào))
(2)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在小車拖動(dòng)的紙帶上打下一系列點(diǎn)跡,以此記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況.其中一部分紙帶上的點(diǎn)跡情況如圖甲所示,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí)間間隔T=0.02s,測(cè)得A點(diǎn)到B、C點(diǎn)的距離分別為x1=5.99cm、x2=13.59cm,則在打下點(diǎn)跡B時(shí),小車運(yùn)動(dòng)的速度vB=0.680m/s;小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度a=1.61m/s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字).
(3)在驗(yàn)證“質(zhì)量一定,加速度a與合外力F的關(guān)系”時(shí),某學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了如圖乙所示的a-F圖象,其中圖線不過(guò)原點(diǎn)的原因是平衡摩擦力過(guò)度,圖線在末端彎曲的原因是沒(méi)有滿足砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量.
(4)該實(shí)驗(yàn)中,若砂桶和砂的質(zhì)量為m,小車質(zhì)量為M,細(xì)線對(duì)小車的拉力為F,則拉力F與mg的關(guān)系式為F=$\frac{M}{M+m}$mg,若要使|$\frac{mg-F}{mg}$|<10%,則m與M的關(guān)系應(yīng)滿足m<$\frac{1}{9}$M.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

8.質(zhì)點(diǎn)做勻減速直線運(yùn)動(dòng),在第1s內(nèi)位移為6m,停止運(yùn)動(dòng)前的最后1s內(nèi)位移為2m,求:
(1)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度的大?
(2)t=0時(shí)刻的速度大。
(3)在整個(gè)減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中質(zhì)點(diǎn)的位移大?

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