17.某同學用頻閃攝影研究小球自由下落過程中機械能是否守恒.如圖甲所示是小球自由下落時的頻閃照片示意圖,頻閃儀每隔0.04s閃光一次,重力加速度取9.8m/s2,小球質(zhì)量m=10g.圖甲中小球下落的實際位置如圖乙所示,請讀出相關(guān)測量數(shù)據(jù)(單位:cm),回答下列問題:
(1)小球落到B處的動能是1.22×10-2J,落到A處的動能是8.00×10-4J;
(2)小球從A到B過程中重力勢能減少量△EP=1.15×10-2J;
(3)比較△Ek和△EP得到結(jié)論在誤差允許的范圍內(nèi)小球機械能守恒.

分析 (1)分析根據(jù)平均速度法可求得AB兩點的速度,再根據(jù)B點的動能利用速度的比值即可求得A處的動能;
(2)根據(jù)AB間的距離可明確AB過程下落的高度,則由mgh即可求得減小的重力勢能;
(3)分析減小的重力勢能和增加的動能關(guān)系,明確是否在誤差允放的范圍內(nèi)相等,從而分析機械能是否守恒.

解答 解:(1)A中的速度vA=$\frac{0.031}{2×0.04}$=0.3875m/s;
B處的速度vB=$\frac{0.124}{2×0.04}$=1.55m/s;
B處的動能EKB=$\frac{1}{2}m{v}_{B}^{2}$=$\frac{1}{2}m(1.55)^{2}$=1.22×10-2J;
而A處的動能EKA=$\frac{1}{2}$mvA2=$\frac{1}{2}$m(0.3875)2
聯(lián)立解得:EKA=8.00×10-4J;
(2)由圖可知,A到B過程下降的高度h=11.5cm=0.115m;
則減小的重力勢能EP=mgh=10×10-3×10×0.117=1.15×10-2J;
(3)由以上解答可知,動能的減小量為:△EK=1.22×10-2-8.00×10-8=1.14×10-2J;與減小的重力勢能基本相等,故說明在誤差允許的范圍內(nèi)小球機械能守恒;
故答案為(1)8.00×10-4J;(2)1.17×10-2J;(3)在誤差允許的范圍內(nèi)小球機械能守恒.

點評 本題考查機械能守恒定律的應用,要注意掌握用平均速度求解瞬時速度的方法,同時注意明確驗證機械能守恒的方法,可以借助所學過的實驗內(nèi)容進行分析求解,注意知識的遷移應用.

練習冊系列答案
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7.圖中ABCD矩形區(qū)域內(nèi)存在著豎直向上的勻強電場,一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負電的粒子(不計重力)從A點以速度v0水平射入電場,從C點飛出電場,飛出電場時速度方向與CD延長線成60°角,電場強度為E,求:
(1)矩形區(qū)域的長AB和寬BC之比;
(2)A、C兩點間的電勢差和AD的長度.

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8.物體從靜止開始作勻加速直線運動,從某時刻開始,在連續(xù)三個相等時間內(nèi)通過的位移比,下列哪些是可能的( 。
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5.如圖所示,3個共點力恰好組成一個平行四邊形,F(xiàn)3為其對角線.下列說法正確的是( 。
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12.A、B兩小球之間由長為25m的不可伸長細繩相聯(lián),兩球在同一位置.某一時刻A開始自由下落,1s后B開始自由下落(g=10m/s2).求A下落多長時間后細繩被拉直( 。
A.$\sqrt{5}$sB.1sC.2sD.3s

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2.如圖,對于斜面上的物體,陡峭的斜面與平緩的斜面相比,斜面上相同質(zhì)量的物體( 。
A.對斜面的壓力與陡峭程度無關(guān)
B.在陡峭的斜面上對斜面的壓力更小
C.重力沿斜面的分力與陡峭程度無關(guān)
D.重力在陡峭斜面上沿斜面的分力更小

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9.如圖為“驗證力的平行四邊形定則”實驗,三個細線套L1、L2、L3一端共系于一個結(jié)點,另一端分別系于輕質(zhì)彈簧測力計A、B和重物M上,A掛于固定點P.手持B拉動細線,使結(jié)點靜止于O點.
(1)某次實驗中A的指針位置如圖所示,其讀數(shù)為2.0N;
(2)下列實驗要求中不必要的是CD,(填選項的字母代號)
A.彈簧測力計需要在實驗前進行校零
B.細線套方向應與木板平面平行
C.需要用托盤天平測量重物M的質(zhì)量
D.彈簧測力計B始終保持水平.

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6.某一電源的路端電壓與電流的關(guān)系和電阻R1、R2的電壓與電流的關(guān)系如圖所示.用此電源和電阻R1、R2組成電路.R1、R2可以同時接入電路,也可以單獨接入電路.為使電源輸出功率最大,可采用的接法是( 。
A.將R1、R2串聯(lián)后接到電源兩端B.將R1、R2并聯(lián)后接到電源兩端
C.將R2單獨接到電源兩端將D.R1單獨接到電源兩端

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7.關(guān)于牛頓運動定律下列說法正確的是( 。
A.由牛頓第一定律知:必須有力作用在物體上,物體才能維持運動
B.牛頓第一定律是利用邏輯思維對事實進行分析的產(chǎn)物,不可能用實驗直接驗證
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D.由牛頓第二定律知物體受力越大,運動改變越快,因此物體受力越大時慣性越小

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