4．在“探究機(jī)械能的轉(zhuǎn)化與守恒”實(shí)驗(yàn)中，已知物體質(zhì)量為1kg，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的電源頻率為50Hz，查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?.80m/s2．某同學(xué)選擇了一條理想的紙帶，用刻度尺測量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)上的讀數(shù)，如圖所示，圖中O點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C、D是連續(xù)打出的四個(gè)點(diǎn)．則重物由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)：（計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）
（1）重物到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度vC=2.11 m/s．
（2）重力勢能的減少量△Ep=2.28 J；動(dòng)能的增加量△Ek=2.23 J．
（3）根據(jù)計(jì)算的數(shù)據(jù)可得出什么結(jié)論？在誤差允許的范圍內(nèi)，重力勢能的減小量與動(dòng)能的增加量相等，知物體在下落過程中機(jī)械能守恒．

分析 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)速度求出計(jì)數(shù)點(diǎn)C的速度，從而得出動(dòng)能的增加量，根據(jù)下落的高度求出重力勢能的減小量，結(jié)合動(dòng)能增加量和重力勢能減小量的關(guān)系判斷機(jī)械能是否守恒．

解答 解：（1）物體通過C點(diǎn)的速度vC=$\frac{{x}_{BD}}{2T}$=$\frac{27.64-19.20}{2×0.02}×1{0}^{-2}$ m/s=2.11m/s．
（2）從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中物體的動(dòng)能增加量△EK=$\frac{1}{2}$mvC2=$\frac{1}{2}$×1×2.112=2.23J；
重力勢能減小量△Ep=mgh=1×9.8×0.2323=2.28J．
（3）在誤差允許的范圍內(nèi)，重力勢能的減小量與動(dòng)能的增加量相等，知物體在下落過程中機(jī)械能守恒．
故答案為：（1）2.11；
（2）2.28，2.23；
（3）在誤差允許的范圍內(nèi)，重力勢能的減小量與動(dòng)能的增加量相等，知物體在下落過程中機(jī)械能守恒．

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法，會(huì)通過紙帶求解瞬時(shí)速度，從而得出動(dòng)能的增加量，注意單位的統(tǒng)一．

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．如圖所示，水平轉(zhuǎn)臺(tái)上放著A、B、C三個(gè)物體，質(zhì)量分別為2m、m、m，離轉(zhuǎn)軸的距離分別為R、R、2R，與轉(zhuǎn)臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)，下列說法中正確的是（　�。�
A．若三個(gè)物體均未滑動(dòng)，C物體的向心加速度最大
B．若三個(gè)物體均未滑動(dòng)，B物體受的摩擦力最大
C．轉(zhuǎn)速增加，A物體比B物體先滑動(dòng)
D．轉(zhuǎn)速增加，C物體先滑動(dòng)

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

15．圖甲為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為1：100，降壓變壓器原副線圈匝數(shù)比為100：1，遠(yuǎn)距離輸電線的總電阻為100Ω，若升壓變壓器的輸入電壓如圖乙所示，輸入功率為750kw．求：

（1）用戶得到的電壓．
（2）輸電線上損耗的功率．

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

12．某實(shí)驗(yàn)小組在做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，提出了如圖1所示的甲、乙兩種方案：甲方案為用自由落體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，乙方案為用小車在斜面上下滑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（1）組內(nèi)同學(xué)對兩種方案進(jìn)行了深入的討論分析，最終確定了一個(gè)大家認(rèn)為誤差相對較小的方案，你認(rèn)為該小組選擇的方案是甲圖，理由是采用乙圖實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于小車與斜面間存在摩擦力的作用．且不能忽略，所以小車在下滑的過程中機(jī)械能不守恒．
（2）若該小組采用圖甲的裝置打出了一條紙帶如圖2所示，相鄰兩點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.02s，請根據(jù)紙帶計(jì)算出B點(diǎn)的速度大小1.37m/s（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．
（3）該小組內(nèi)同學(xué)們根據(jù)紙帶算出了相應(yīng)點(diǎn)的速度，作出v2-h圖線如圖3所示，請根據(jù)圖線計(jì)算出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.7m/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

19．用如圖1所示的裝置通過自由落體運(yùn)動(dòng)“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”，打出的紙帶如圖2，其中O為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（打點(diǎn)頻率50Hz）打下的第一個(gè)點(diǎn)，重物的質(zhì)量為0.20kg（重力加速度g=9.80m/s2，計(jì)算結(jié)果請保留三位有效數(shù)字）．
（1）下列說法正確的有B．
A．要用天平稱量重錘質(zhì)量
B．選用重物時(shí)，同樣大小、形狀的重物應(yīng)選重一點(diǎn)的比較好
C．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器兩限位孔連線不一定要豎直
D．實(shí)驗(yàn)時(shí)，當(dāng)松開紙帶讓重錘下落的同時(shí)，立即接通電源
（2）從O點(diǎn)到C點(diǎn)減少的重力勢能為0.529J，此過程中動(dòng)能增加量0.506J．
（3）上述過程重力勢能的減少量大于動(dòng)能的增加量（填“大于”、“等于”、“小于”），產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間有摩擦阻力，或存在空氣阻力．

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科目：高中物理 來源： 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 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

16．圖1為驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，圖中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為50Hz的交流電源，打點(diǎn)的時(shí)間間隔用△t表示，在小車質(zhì)量位置的情況下，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種方法用來探究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量間的關(guān)系”
①平衡小車所受的阻力：撤去砂和砂桶，調(diào)整木板右端的高度，用手輕撥小車，直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列間隔均勻的點(diǎn)
②按住小車，在左端掛上適當(dāng)質(zhì)量的砂和砂桶，在小車中放入砝碼
③打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，釋放小車，獲得帶有點(diǎn)跡的紙帶，在紙帶上標(biāo)出小車中砝碼的質(zhì)量m
④按住小車，改變小車中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟③打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，釋放小車，獲得帶有點(diǎn)跡的紙帶，在紙帶上標(biāo)出小車中砝碼的質(zhì)量m
⑤在每條紙帶上清晰的部分，每5個(gè)間隔標(biāo)注一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)．測量相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距s1，s2，…求出與不同m相對應(yīng)的加速度a
⑥以砝碼的質(zhì)量m為橫坐標(biāo)，$\frac{1}{a}$為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上做出$\frac{1}{a}$-m關(guān)系圖線

（1）若加速度與小車和砝碼的總質(zhì)量成反比，則$\frac{1}{a}$與m應(yīng)成線性關(guān)系（填“線性”或“非線性”）．
（2）圖2為所得實(shí)驗(yàn)圖線的示意圖．設(shè)圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，若牛頓定律成立，則小車受到的拉力為$\frac{1}{k}$，小車的質(zhì)量為$\frac{k}$．

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科目：高中物理 來源： 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（未畫出），磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=$\frac{2\sqrt{3}m{v}_{0}}{3qL}$，△ABC的邊長為L，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方向射入該磁場區(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 來源： 題型：選擇題

14．為了研究超重與失重現(xiàn)象，某同學(xué)把一體重計(jì)放在電梯的地板上，并將一物體放在體重計(jì)上隨電梯運(yùn)動(dòng)并觀察體重計(jì)示數(shù)的變化情況．下表記錄了幾個(gè)特定時(shí)刻體重計(jì)的示數(shù)（表內(nèi)時(shí)間不表示先后順序）
時(shí)間t0t1t2t3
體重計(jì)示數(shù)（kg）45.040.050.045.0
若已知t0時(shí)刻電梯靜止，則（　　）
A．t1和t2時(shí)刻電梯的加速度方向一定相反
B．t1和t2時(shí)刻物體的質(zhì)量并沒有發(fā)生變化，但所受重力發(fā)生了變化
C．t1和t2時(shí)刻電梯運(yùn)動(dòng)的加速度大小相等，運(yùn)動(dòng)方向一定相反
D．t3時(shí)刻電梯一定向上運(yùn)動(dòng)

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同步練習(xí)冊答案