12.利用重錘下落驗證機(jī)械能守恒定律.
(1)在驗證機(jī)械能守恒定律的實驗中,已知打點計時器所用電源的周期為T,查得當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,測出所用重物的質(zhì)量為m,實驗中得到一條點跡清晰的紙帶,把第一個點記作O,另選連續(xù)的4個點A、B、C、D作為測量點,經(jīng)測量知道A、B、C、D各點到O點的距離分別為S1、S2、S3、S4,根據(jù)以上數(shù)據(jù),可知重物由O點運動到C點,重力勢能的減少量為mgs3J,動能的增加量為$\frac{m({s}_{4}-{s}_{2})^{2}}{8{T}^{2}}$J

(2)實驗中產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因主要是摩擦阻力的影響.為了減小誤差,懸掛在紙帶下的重物的質(zhì)量應(yīng)選擇較大些.
(3)如果以$\frac{{v}^{2}}{2}$為縱軸,以h為橫軸,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的$\frac{{v}^{2}}{2}$-h圖線是過原點的直線,該線的斜率等于重力加速度.

分析 (1)紙帶實驗中,若紙帶勻變速直線運動,測得紙帶上的點間距,利用勻變速直線運動的推論,可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度,從而求出動能,根據(jù)功能關(guān)系得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值.
(2)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.摩擦阻力做功會使得重物和紙帶的機(jī)械能轉(zhuǎn)化給內(nèi)能.
(3)對于物理量線性關(guān)系圖象的應(yīng)用我們要從兩方面:
①、利用原理找出兩變量之間的關(guān)系式;
②、從數(shù)學(xué)角度找出圖象的截距和斜率,兩方面結(jié)合解決問題.

解答 解:(1)根據(jù)以上數(shù)據(jù),可知重物由O點運動到C點,重力勢能的減少量為mgs3;
C點的速度:v=$\frac{{s}_{4}-{s}_{2}}{2T}$
動能的增加量為:△Ek=$\frac{1}{2}$mv2=$\frac{1}{2}$m($\frac{{s}_{4}-{s}_{2}}{2T}$)2=$\frac{m({s}_{4}-{s}_{2})^{2}}{8{T}^{2}}$;
(2)實驗中產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因主要是摩擦力阻力的影響,為減小誤差,懸掛在紙帶下的重物的質(zhì)量應(yīng)選擇較大些;
(3)根據(jù)機(jī)械能守恒:mgh=$\frac{1}{2}$mv2,即$\frac{1}{2}$v2=gh,
故$\frac{1}{2}$v2-h圖線是過原點的直線,該線的斜率等于重力加速度;
故答案為:(1)mgs3;$\frac{m({s}_{4}-{s}_{2})^{2}}{8{T}^{2}}$;
(2)摩擦阻力的影響;較大些;
(3)過原點的直線;重力加速度.

點評 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

2.一列簡諧橫波在某介質(zhì)中沿直線由a點向b點傳播,a、b兩點的平衡位置相距2.5m,如圖所示,圖中實線表示a點的振動圖象,圖中虛線表示b點的振動圖象,則下列說法中正確的是( 。
A.從0時刻起經(jīng)過0.40s,質(zhì)點a、b運動的路程均為16cm
B.在t=0.45s時質(zhì)點b又回到平衡位置
C.在0.ls~0.15s內(nèi),質(zhì)點b向y軸負(fù)方向運動,做加速度逐漸變大的減速運動
D.此波的傳播速度可能為1.2m/s

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

3.一臺理想變壓器,只有一組原線圈和一組副線圈.已知輸入電壓是220V,輸出電壓是55V,副線圈有330匝,通過副線圈的電流為2A.則( 。
A.副線圈的電阻為27.5ΩB.原線圈共有1320匝
C.通過原線圈的電流為0.5AD.變壓器的輸入功率為440W

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

20.某實驗小組利用如圖所示的裝置驗證機(jī)械能守恒定律.圖中A、B是兩個質(zhì)量分別為m1、m2的圓柱形小物體,且m1>m2,將它們分別系在一條跨過定滑輪的柔軟細(xì)繩兩端.C、D是置于A物體一側(cè),相距為h的兩個沿A物體下落方向擺放的計時光電門,利用這兩個光電門,可以分別測量物體A經(jīng)過C、D位置時的時間間隔△t1和△t2
(1)要利用此裝置驗證機(jī)械能守恒定律,除題中已知量m1、m2、h、△t1和△t2外,還需要測量的物理量是圓柱體A的高度L;
(2)已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,若系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,則需滿足等式(m1-m2)gh=$\frac{1}{2}({m}_{1}+{m}_{2})[(\frac{L}{△{t}_{2}})^{2}-(\frac{L}{△{t}_{1}})^{2}]$;
(3)為了減小實驗誤差,提高測量精度,其中一項有效的措施是:保持C、D兩光電門的豎直高度差h不變,將C、D一起上下移動.你認(rèn)為向下(填“向上”或“向下”)移動才能減小實驗誤差,提高測量精度.

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7.利用氣墊導(dǎo)軌驗證機(jī)械能守恒定律,實驗裝置如圖1所示,水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌,導(dǎo)軌上A點處有一帶長方形遮光片的滑塊,其總質(zhì)量為M,左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的小球相連;遮光片兩條長邊與導(dǎo)軌垂直,導(dǎo)軌上B點有一光電門,可以測量遮光片經(jīng)過光電門時的擋光時間t,用d表示A點到光電門B處的距離,b表示遮光片的寬度,將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過B點時的瞬時速度,實驗時滑塊在A處由靜止開始運動.

(1)用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度b,結(jié)果如圖2所示,由此讀出b=3.80 mm;
(2)滑塊通過B點的瞬時速度可表示為vB=$\frac{t}$(用題中字母表示);
(3)某次實驗測得傾角θ=30°,重力加速度用g表示,滑塊從A處到達(dá)B處時m和M組成的系統(tǒng)動能增加量可表示為△EK=$\frac{(M+m)^{2}}{2{t}^{2}}$,系統(tǒng)的重力勢能減少量可表示為△EP,在誤差允許的范圍內(nèi),若△EK=△EP 則可認(rèn)為系統(tǒng)的機(jī)械能守恒;(用題中字母表示)
(4)在上次實驗中,某同學(xué)改變A、B間的距離,作出的v2-d圖象如圖3所示,并測得M=m,則重力加速度g=9.6 m/s2

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17.一列橫波在t=0時刻的波形圖如圖4實線所示,在t=1s時刻的波形圖如圖虛線所示,由此判定此波的( 。
A.波長一定是4mB.周期一定是4s
C.振幅一定是2cmD.傳播速度一定是1m/s

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4.如圖所示,傾斜雪道的長為25m,頂端高為15m.質(zhì)量為60kg的滑雪運動員在傾斜雪道的頂端以水平速度v0=8m/s飛出,落到傾斜雪道上時,運動員靠改變姿勢進(jìn)行緩沖使自己只保留沿斜面的分速度而不彈起.不計空氣阻力,取g=l0m/s2,則
(  )
A.該滑雪運動員騰空的時間為0.8s
B.斜面頂端與運動員在傾斜雪道上落點豎直高度差為7.2m
C.運動員落在傾斜雪道前瞬間重力的功率為7200W
D.無論水平速度v0多大,運動員落在傾斜雪道前的瞬時速度與豎直方向的夾角都不變

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1.如圖1所示的實驗裝置驗證“牛頓第二定律”,請回答下列問題.

(1)以小車研究對象,為了便于探究、減小誤差,應(yīng)使小車質(zhì)量M與砝碼和盤的總質(zhì)量m滿足:M遠(yuǎn)大于(填“遠(yuǎn)大于”或“遠(yuǎn)小于”)m.
(2)實驗中打出的紙帶如圖2所示,相鄰計數(shù)點間還有四個點未畫出,其中x1=7.05cm,x2=7.68cm,x3=8.33cm,x4=8.96cm,x5=9.60cm,x6=10.24cm,由此可以算出小車運動的加速度是0.64m/s2.(交流電頻率為50Hz,結(jié)果保留2位有效數(shù)字)
(3)通過實驗得到如圖3①所示的圖象,造成當(dāng)M一定時,a與F不成正比的原因可能是:在平衡摩擦力時木板與水平桌面的夾角偏小(填“偏大”或“偏小”).
(4)重新平衡摩擦力后,驗證外力一定時,a與M的關(guān)系:通過多次實驗,甲、乙兩同學(xué)利用各自得到的數(shù)據(jù)得到a-$\frac{1}{M}$的關(guān)系圖象,如圖3②乙所示.該圖象說明在甲、乙兩同學(xué)做實驗時甲(填“甲”或“乙”)同學(xué)實驗中繩子的拉力更大.

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2.某實驗小組親自動手將電流計G改裝成電壓表和電流表.下面是他們的改裝的原理圖.其中甲圖對應(yīng)的是電流表表,要是它量程加大,應(yīng)使R1減。ㄌ睢霸龃蟆被颉皽p小”);乙圖對應(yīng)的是電壓表表,要使它的量程加大,應(yīng)使R2增 大(填“增 大”或“減小”);現(xiàn)在實驗小組要將電流計G(滿偏電流為2mA,內(nèi)阻為100Ω)改裝成量程為3A的電流表,則應(yīng)與阻值為0.067Ω的電阻相連接;若將此電流計G 改裝成量程為6V的電壓表,則應(yīng)與阻值為2.9×103Ω的電阻相連接.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

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