19.用自由落體驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示.
(1)為進(jìn)行該實(shí)驗(yàn),備有下列器材可供選擇
鐵架臺、打點(diǎn)計時器、復(fù)寫紙片、紙帶、低壓直流電源、天平、秒表、導(dǎo)線、開關(guān).其中不必要的器材是低壓直流電源、天平、秒表.缺少的器材是交流電源、刻度尺與重物.
(2)關(guān)于該實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是B
A.重物應(yīng)選用密度小的物體
B.兩個限位孔應(yīng)在同一豎直線上
C.打點(diǎn)計時器應(yīng)接低壓直流電源
D.應(yīng)先釋放紙帶,后接通電源
(3)若實(shí)驗(yàn)中所用重物的質(zhì)量m=1㎏,打點(diǎn)時間間隔為0.02s,打出的紙帶如圖所示,O、A、B、C、D為相鄰的幾點(diǎn),測的OA=0.78cm、OB=1.79cm、OC=3.14cm、OD=4.90cm,查出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2,則重物在B點(diǎn)時的動能EKB=0.174J從開始下落到B點(diǎn)的過程中,重物的重力勢能減少量是0.175J.

分析 (1)通過實(shí)驗(yàn)的原理出發(fā),確定所需測量的物理量,從而確定所需的器材,以及不必要的器材.
(2)理解該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理,需要測量的數(shù)據(jù)等;明確打點(diǎn)計時器的使用;理解實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)以及如何進(jìn)行數(shù)據(jù)處理;對于任何實(shí)驗(yàn)注意從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)這幾點(diǎn)去搞清楚;
(3)根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點(diǎn)的速度,從而得出B點(diǎn)的動能,根據(jù)下降的高度求出物體重力勢能的減小量,從而判斷機(jī)械能是否守恒.

解答 解:(1)該實(shí)驗(yàn)中,要有做自由落體運(yùn)動的物體重錘;通過打點(diǎn)計時器來記錄物體運(yùn)動時間,不需要秒表,打點(diǎn)計時器需要的是交流電源,因此低壓直流電源不需要,缺少低壓交流電源,由于驗(yàn)證機(jī)械能公式中可以把物體質(zhì)量約掉,因此不需要天平,同時實(shí)驗(yàn)中缺少刻度尺.
即不必要的器材是直流電源、天平、秒表,
缺少的器材是交流電源,刻度尺與重物.
(2)A、為了讓重物的運(yùn)動接近自由落體,忽略阻力;重物應(yīng)選擇密度大體積小的物體;故A錯誤;
B、手提紙帶時使紙帶保持豎直,與限位孔應(yīng)在同一豎直線上,從而減小摩擦力,故B正確;
C、打點(diǎn)計時器利用振針的振動打點(diǎn),應(yīng)采用交流電源;故C錯誤;
D、開始記錄時,應(yīng)先給打點(diǎn)計時器通電打點(diǎn),然后再釋放重錘,讓它帶著紙帶一同落下,如果先放開紙帶讓重物下落,再接通打點(diǎn)計時時器的電源,由于重物運(yùn)動較快,不利于數(shù)據(jù)的采集和處理,會對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生較大的誤差,故D錯誤.
故選:B;
(3)勻變速直線運(yùn)動中,時間中點(diǎn)的瞬時速度等于該過程中的平均速度,因此有:
vB=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{3.14-0.78}{2×0.02}×1{0}^{-2}$=0.59m/s 
EkB=$\frac{1}{2}$mvB2=$\frac{1}{2}×1×0.5{9}^{2}$J=0.174J.
重物重力勢能的減小量△Ep=mgh=1×9.8×0.0179J=0.175J.
故答案為:(1)低壓直流電源、天平,秒表;交流電源,刻度尺與重物;
(2)B;
(3)0.174 J.  0.175J.

點(diǎn)評 對于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)要從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)去理解,要親自動手實(shí)驗(yàn),深刻體會實(shí)驗(yàn)的具體操作,不能單憑記憶去理解實(shí)驗(yàn);要知道重物帶動紙帶下落過程中能量轉(zhuǎn)化的過程和能量守恒,重物帶動紙帶下落過程中,除了重力還受到阻力,從能量轉(zhuǎn)化的角度,由于阻力做功,重力勢能減小除了轉(zhuǎn)化給了動能還有一部分轉(zhuǎn)化給摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

9.以下有關(guān)近代物理內(nèi)容的若干敘述,正確的是(  )
A.紫外線照射到金屬鋅板表面時能夠發(fā)生光電效應(yīng),則當(dāng)增大紫外線的照射強(qiáng)度時,從鋅板表面逸出的光電子的最大初動能也隨之增大
B.太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的核聚變反應(yīng)
C.有10個放射性元素的原子核,當(dāng)有5個原子核發(fā)生衰變所需的時間就是該放射性元素半衰期
D.氫原子由較高能級躍遷到較低能級時,要釋放一定頻率的光子,同時氫原子的電勢能減小,電子的動能增大
E.大量氫原子從n=3的能級向低能級躍遷時會輻射出三種不同頻率的光

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

10.如圖甲,固定在光滑水平面上的正三角形金屬線框,匝數(shù)n=20,總電阻R=2.5Ω,邊長L=0.3m,處在兩個半徑均為r=$\frac{L}{3}$的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域中.線框頂點(diǎn)與右側(cè)圓中心重合,線框底邊中點(diǎn)與左側(cè)圓中心重合.磁感應(yīng)強(qiáng)度B1垂直水平面向外,大小不變;B2垂直水平面向里,大小隨時間變化,B1、B2的值如圖乙所示.(π取3)( 。
A.t=0時刻穿過線框的磁通量為0.1Wb
B.通過線框中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r針方向
C.在t=0.6s內(nèi)通過線框中的電量為0.12C
D.經(jīng)過t=0.6s線框中產(chǎn)生的熱量為0.08J

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

7.甲圖中所示為理想變壓器,其原、副線圈的匝數(shù)比為5:1,R1=5Ω,R2=10Ω,C為電容器,乙圖為通過R2的正弦式交流電圖象,以下判斷正確的是( 。
A.原線圈交流電的頻率為50HzB.原線圈輸入電壓的有效值為50V
C.電阻R1消耗的電功率為10WD.通過R3的電流始終為零

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

14.如圖所示,在x<0的區(qū)域存在沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度大小為E=$\frac{q{B}^{2}d}{m}$,在x>0的區(qū)域Ⅰ、Ⅱ中存在磁感應(yīng)強(qiáng)度等大反向的有界勻強(qiáng)磁場,區(qū)域Ⅰ的寬度為d,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向外.現(xiàn)將一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子在x軸上某處由靜止釋放,不計粒子重力.求:
(1)在x軸負(fù)半軸上由靜止釋放的粒子的釋放位置坐標(biāo)滿足什么條件時,粒子不能到達(dá)磁場區(qū)域Ⅱ;
(2)在(1)中恰好不能到達(dá)磁場區(qū)域Ⅱ的粒子,從釋放到第二次經(jīng)過y軸運(yùn)動的時間;
(3)在坐標(biāo)(-$\frac{2}{3}$d,0)處釋放的粒子從釋放至第n次回到出發(fā)點(diǎn)所需要的時間.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

4.在探究靜摩擦力變化的規(guī)律及滑動摩擦力變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,特設(shè)計了如圖甲所示的演示裝置,力傳感器與計算機(jī)連接,可獲得力隨時間變化的規(guī)律,將力傳感器固定在光滑水平桌面上,測力端通過細(xì)繩與一滑塊相連(調(diào)節(jié)傳感器高度可使細(xì)繩水平),滑塊放在較長的小車上,小車一端連接一根輕繩并跨過光滑的輕定滑輪系一只空沙桶(調(diào)節(jié)滑輪可使桌面上部細(xì)繩水平),整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài).實(shí)驗(yàn)開始時打開傳感器同時緩慢向沙桶里倒入沙子,小車一旦運(yùn)動起來,立即停止倒沙子,若力傳感器采集的圖象如圖乙,則結(jié)合該圖象,下列說法不正確的是( 。
A.可求出空沙桶的重力
B.可求出滑塊與小車之間的滑動摩擦力的大小
C.可求出滑塊與小車之間的最大靜摩擦力的大小
D.可判斷第50秒后小車做勻速直線運(yùn)動(滑塊仍在車上)

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

11.如圖所示,一理想變壓器原線圈匝數(shù)n1=1100匝,副線圈匝數(shù)n2=200匝,原線圈接交變電源,電壓u=220$\sqrt{2}$sin100πt(V).副線圈接電動機(jī),電動機(jī)內(nèi)阻為5Ω,電流表A2示數(shù)為2A,電表對電路的影響忽略不計.則( 。
A.此交流電的頻率為100HzB.電壓表示數(shù)為220V
C.此電動機(jī)輸出功率為60WD.電流表A1示數(shù)為10A

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

8.如圖所示,電源電動勢E=6V,電源內(nèi)阻不計.定值電阻R1=2.4kΩ、R2=4.8kΩ.在ab之間接一個C=100μF的電容器,下列說法正確的是(  )
A.閉合開關(guān)S電路穩(wěn)定后電容器上所帶的電量4×10-4C
B.在ab之間接一個內(nèi)阻RV=4.8kΩ的電壓表示數(shù)3V
C.閉合開關(guān)S電路穩(wěn)定后電容器上所帶的電量2×10-4C
D.在ab之間接一個內(nèi)阻RV=4.8kΩ的電壓表示數(shù)4V

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

9.為進(jìn)行《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》的實(shí)驗(yàn),有下列器材可供選擇:鐵架臺、電火花打點(diǎn)計時器、紙帶、天平、帶夾子的重錘、刻度尺等,其中不必要的器材是天平,某同學(xué)多次做該實(shí)驗(yàn),得到的結(jié)果是重錘的重力勢能的減少量△Ep總稍大于重錘動能的增加量△Ek,這是因?yàn)樽枇Φ挠绊懀?/div>

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