16.在《驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》的實(shí)驗(yàn)中,打點(diǎn)計(jì)時器所用電源頻率為50Hz,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2,測得所用的重物的質(zhì)量為1.00kg.甲、乙、丙三個學(xué)生分別用同一裝置打出三條紙帶,量出各紙帶上第1、2兩點(diǎn)間的距離分別為0.18cm、0.19cm、0.25cm,可以看出:
(1)其中肯定有一個學(xué)生在操作上有錯誤,錯誤操作是丙同學(xué).(填哪個同學(xué)有錯誤)
(2)若按實(shí)驗(yàn)要求正確地紙帶進(jìn)行測量,量得連續(xù)三點(diǎn)A、B、C到第一個點(diǎn)的距離分別為3.14cm、5.01cm、7.06cm
①從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中,重物的重力勢能減少量為△Ep=0.49J;重物的動能增加量是△EK=0.48J.
②通過計(jì)算,數(shù)值上△Ep>△EK(填“>”“=”或“<”),這是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中需要克服阻力做功,損失機(jī)械能
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論是:在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi),機(jī)械能守恒.

分析 (1)根據(jù)自由落體運(yùn)動公式求出第一、二兩個點(diǎn)之間的距離,判斷哪個同學(xué)的操作是錯誤.
(2、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)的瞬時速度,根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量,結(jié)合速度的大小求出動能的增加量.通過比較重力勢能的減小量與動能增加量的關(guān)系,判斷誤差形成的原因.

解答 解:(1)根據(jù)h=$\frac{1}{2}$gt2=$\frac{1}{2}$×10×0.022m=2mm,丙同學(xué)紙帶的1、2兩點(diǎn)間的距離大于2mm,可知丙同學(xué)操作時先放紙帶,后接通電源,操作時錯誤的.
(2)①B點(diǎn)的速度等于AC段的平均速度,則vB=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{7.06-3.14}{2×0.02}×1{0}^{-2}$m/s=0.98m/s.
從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中,重物的重力勢能減少量為△Ep=mghOB=1×9.8×0.0501J≈0.49J.
重物動能的增加量△Ek=$\frac{1}{2}$mvB2-0=$\frac{1}{2}$×1×0.982J≈0.48J.
②通過計(jì)算,數(shù)值上△Ep>△Ek,因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中需要克服阻力做功,損失機(jī)械能.
(3)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是在誤差允許的范圍內(nèi),機(jī)械能守恒.
故答案為:(1)丙同學(xué);(2)①0.49,0.48J;②>,實(shí)驗(yàn)中需要克服阻力做功,損失機(jī)械能;
(3)在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi),機(jī)械能守恒.

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵掌握實(shí)驗(yàn)的原理,通過動能增加量與重力勢能減小量的關(guān)系,判斷機(jī)械能是否守恒,知道誤差形成的原因.

練習(xí)冊系列答案
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6.水平放置的平行板電容器,兩極板A、B相距5mm,電容為50μF
(1)當(dāng)將其充電到兩板電勢差為100V時,這時電容器的帶電量為多少庫侖?
(2)當(dāng)兩板電勢差為100V,一個質(zhì)量為1.0×10-14Kg的帶負(fù)電塵埃正好在板間靜止,電容器上極板帶何種電荷?該塵埃帶電量為多少?(取重力加速度g=10m/s2

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7.某人站在20m的平臺邊緣,以20m/s的初速度豎直上拋一石子,不計(jì)空氣阻力,g=10m/s2,則拋出后石子距離拋出點(diǎn)15m處的時間是(  )
A.1sB.3sC.($\sqrt{7}$-2)sD.($\sqrt{7}$+2)s

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4.如圖所示,有材料相同的P、Q兩物塊通過輕繩相連,并在拉力F作用下沿斜面向上運(yùn)動,輕繩與拉力F的方向均平行于斜面.當(dāng)拉力F一定時,Q受到繩的拉力( 。
A.與斜面傾角θ有關(guān)B.與摩擦因數(shù)有關(guān)
C.與系統(tǒng)運(yùn)動狀態(tài)有關(guān)D.僅與兩物塊質(zhì)量有關(guān)

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11.在做“研究勻變速直線運(yùn)動”的實(shí)驗(yàn)時,某同學(xué)得到一條用打點(diǎn)計(jì)時器打下的紙帶如圖所示,并在其上取A、B、C、D、E、F、G等7個計(jì)數(shù)點(diǎn),每相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個點(diǎn),圖中沒有畫出,打點(diǎn)計(jì)時器接周期為T=0.02s的交流電源.他經(jīng)過測量并計(jì)算得到打點(diǎn)計(jì)時器在打B、C、D、E、F各點(diǎn)時物體的瞬時速度如下表:

速度/m•s-10.1220.1640.2050.2500.289
對應(yīng)點(diǎn)BCDEF
(1)計(jì)算vF的公式為vF=$\frac{tmkhada_{6}-ff2owfx_{4}}{10T}$;    
(2)并求物體的加速度a=0.42m/s2;.

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1.一個質(zhì)子和一個中子聚變結(jié)合成一個氘核,同時輻射一個γ光子.已知質(zhì)子、中子、氘核的質(zhì)量分別為m1、m2、m3,普朗克常量為h,真空中的光速為c.下列說法正確的是( 。
A.核反應(yīng)方程是${\;}_{1}^{1}$H+${\;}_{0}^{1}$n→${\;}_{1}^{3}$H+γ
B.聚變反應(yīng)中的質(zhì)量虧損△m=m1+m2-m3
C.輻射出的γ光子的能量E=(m1+m2-m3)c2
D.γ光子的波長λ=$\frac{h}{{m}_{1}+{m}_{2}+{m}_{3}{c}^{2}}$

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8.如圖所示,輕質(zhì)不可伸長的細(xì)繩,繞過光滑定滑輪C,與質(zhì)量為m的物體A連接,A放在傾角為θ的光滑斜面上,繩的另一端和套在固定豎直桿上的物體B連接.現(xiàn)BC連線恰沿水平方向,從當(dāng)前位置開始B以速度v0勻速下滑.設(shè)繩子的張力為T,在此后的運(yùn)動過程中,下列說法正確的是( 。
A.物體A做勻速運(yùn)動B.物體A做加速運(yùn)動C.T可能小于mgsinθD.T一定大于mgsinθ

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5.如圖,不計(jì)空氣阻力,從O點(diǎn)水平拋出的小球抵達(dá)光滑斜面上端P處時,速度方向恰好沿著斜面方向,然后緊貼斜面PQ做勻加速直線運(yùn)動.下列說法正確的是( 。
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B.小球在斜面運(yùn)動的過程中地面對斜面的支持力大于小球和斜面的總重
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6.如圖所示,面積很大的水池,水深為H水面浮著一正方體木塊,木塊邊長為a,密度為水的$\frac{1}{2}$,質(zhì)量為m,開始時,木塊靜止,現(xiàn)用力F將木塊緩慢往下壓,求從開始到木塊剛好完全沒入水中的過程中,力F所做的功.

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同步練習(xí)冊答案