4.用如圖甲實驗裝置驗證m1、m2組成的系統(tǒng)機械能守恒.m2從高處由靜止開始下落,m1上拖著的紙帶打出一系列的點,對紙帶上的點跡進行測量,即可驗證機械能守恒定律.圖乙給出的是實驗中獲取的一條紙帶:0是打下的第一個點,每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點(圖中未標(biāo)出),計數(shù)點間的距離如圖所示.已知m1=50g、m2=150g,則(g取10m/s2,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字
(1)在打點0~5過程中系統(tǒng)動能的增量△EK=0.58J,系統(tǒng)勢能的減少量△EP=0.60J,由此得出的結(jié)論是在誤差允許的范圍內(nèi),系統(tǒng)機械能守恒;
(2)若某同學(xué)作出$\frac{1}{2}$v2-h圖象(h是m2下降的高度)如圖丙,則當(dāng)?shù)氐膶嶋H重力加速度g=9.7m/s2

分析 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計數(shù)點5的瞬時速度,從而得出系統(tǒng)動能的增加量,根據(jù)下降的高度求解系統(tǒng)重力勢能的減小量,通過比較得出實驗的結(jié)論.
根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒得出$\frac{1}{2}{v}^{2}-h$的關(guān)系式,結(jié)合圖線的斜率求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋?/p>

解答 解:(1)計數(shù)點5的瞬時速度${v}_{5}=\frac{{x}_{46}}{2T}=\frac{(21.60+26.40)×1{0}^{-2}}{2×0.1}$m/s=2.4m/s,則系統(tǒng)動能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}({m}_{1}+{m}_{2}){v}^{2}$=$\frac{1}{2}×(0.05+0.15)×2.{4}^{2}$J=0.58J,系統(tǒng)重力勢能的減小量△Ep=(m2-m1)gh=(0.15-0.05)×10×(38.40+21.60)×10-2J=0.60J,可知,在誤差允許的范圍內(nèi),系統(tǒng)機械能守恒.
(2)根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒得,$({m}_{2}-{m}_{1})gh=\frac{1}{2}({m}_{1}+{m}_{2}){v}^{2}$,解得$\frac{1}{2}{v}^{2}=\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{m}_{1}+{m}_{2}}gh$,則圖線的斜率k=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{{m}_{1}+{m}_{2}}g$=$\frac{5.82}{1.20}$,解得g=9.7m/s2
故答案為:(1)0.58,0.60,在誤差允許的范圍內(nèi),系統(tǒng)機械能守恒,(2)9.7.

點評 解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法,會根據(jù)紙帶求解瞬時速度,從而得出系統(tǒng)動能的增加量,會根據(jù)下降的高度求解重力勢能的減小量.對于圖線問題,一般的解題思路是得出物理量之間的關(guān)系式,結(jié)合圖線的斜率或截距進行求解.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

14.如圖1是驗證機械能守恒定律的實驗.小圓柱由一根不可伸長的輕繩拴住,輕繩另一端固定.將輕繩拉至水平后由靜止釋放.在最低點附近放置一組光電門,測出小圓柱運動到最低點的擋光時間△t,再用游標(biāo)卡尺測出小圓柱的直徑d,如圖2,重力加速度為g.則

(1)小圓柱的直徑d=1.02cm;
(2)測出懸點到圓柱重心的距離為l,若等式gl=$\frac{7ljbntb^{2}}{2△{t}^{2}}$成立,說明小圓柱下擺過程機械能守恒.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

15.現(xiàn)要通過如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律:水平桌面上固定一斜面,斜面上的A點處放有一帶長方形遮光片的滑塊,滑塊和遮光片的總質(zhì)量為M,遮光片較窄且寬度為b,兩條長邊與導(dǎo)軌垂直.已知將滑塊從A點由靜止釋放,遮光片經(jīng)過斜面上的B處的光電門時間為t(t極。珹到斜面底端C的距離為d,A與C的高度差為h,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間.
①滑塊經(jīng)過B處時的速度大小為$\frac{t}$;
②將滑塊從A點由靜止釋放,若要驗證A到B的過程中滑塊及遮光片整體的機械能是否守恒,還需要測量一個物理量,這個物理量是AB之間的距離L,用測得量和已知量表示驗證機械能守恒的關(guān)系式是MgL$\frac{h}nrppjjp$=$\frac{1}{2}M$$\frac{b^2}{t^2}$.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

12.某同學(xué)想盡可能精確的測量某導(dǎo)電溶液的電阻率,先在一根均勻的長玻璃管兩端各裝了一個電極(接觸電阻不計),兩電極相距為L,其間充滿待測的導(dǎo)電溶液.該導(dǎo)電溶液的電阻大約為4.5×104Ω.現(xiàn)用如下器材進行測量:
電壓表(量程15V,內(nèi)阻約30kΩ)、
電流表(量程300 μA,內(nèi)阻約50Ω)、
滑動變阻器(100Ω,1A)、
電池組(電動勢E=12V,內(nèi)阻r=6Ω)、
單刀開關(guān)一個、導(dǎo)線若干.
他通過實驗測出導(dǎo)電溶液的電阻為R.實驗中他還用20分度的游標(biāo)卡尺測量了玻璃管的內(nèi)徑,結(jié)果如圖1所示.根據(jù)以上所述請回答下面的問題:
(1)玻璃管內(nèi)徑d的測量值為3.075cm;
(2)請在圖2線框內(nèi)畫出測量導(dǎo)電溶液電阻的電路圖,并在圖3實物圖中補畫出未連接的導(dǎo)線.
(3)計算導(dǎo)電溶液的電阻率表達式ρ=$\frac{πRxhhhvdp^{2}}{4L}$.(用R、d、L表示)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

19.如圖所示,電路中電阻的阻值R=100Ω,電流表為理想電流表,在a、b之間接入電壓U=220$\sqrt{2}$sin100πt(V)的交流電源,則( 。
A.電流表的示數(shù)為2.2 A
B.t=0.01s時,電流表的示數(shù)為零
C.若產(chǎn)生該交流電的發(fā)電機的線框轉(zhuǎn)速提高一倍,其他條件不變,則電流表的示數(shù)也增大一倍
D.若將電阻換成200Ω,則電源的輸出功率變?yōu)樵瓉淼膬杀?/td>

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

9.圖示是研究閉合電路的內(nèi)電壓、外電壓和電動勢間關(guān)系裝置:
(1)電壓表V’中電流流向是B→A(填“A→B”或“B→A”);
(2)當(dāng)滑動變阻器滑片向右移動時,電壓表V和V’的讀數(shù)分別變大和變。ㄌ睢白兇蟆,“變小”或“不變”),兩表讀數(shù)數(shù)據(jù)關(guān)系為U+U′=ε.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

16.如圖所示,在勻強磁場B的區(qū)域中有一光滑斜面體,在斜面上放了一根長L,質(zhì)量為m的導(dǎo)線,當(dāng)通以如圖示方向的電流I后,導(dǎo)線恰能保持靜止,則磁感應(yīng)強度B必須滿足(  )
A.B=$\frac{mgtanα}{IL}$,方向豎直向上B.B=$\frac{mg}{IL}$,方向水平向左
C.B=$\frac{mg•sinα}{IL}$,方向垂直斜面向上D.B=$\frac{mg•sinα}{IL}$,方向垂直斜面向下

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:填空題

13.如圖所示,R為電阻箱,V為理想電壓表,當(dāng)電阻箱讀數(shù)為R1=2Ω時,電壓表讀數(shù)為U1=4V;當(dāng)電阻箱讀數(shù)為R2=5Ω時,電壓表讀數(shù)為U2=5V.求:
(1)電源的電動勢E=6 V;內(nèi)阻r=1Ω;
(2)當(dāng)電阻箱R讀數(shù)為1Ω時,電源的輸出功率最大,最大值Pm=9 W.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

14.三個質(zhì)點A、B、C的運動軌跡如圖所示,三個質(zhì)點同時從N點出發(fā),分別做速度大小不變的運動,同時到達M點,下列說法中正確的是( 。
A.三個質(zhì)點從N點到M點的平均速度的大小相等,方向相同
B.三個質(zhì)點從N到M的平均速度大小相等,但方向不同相同
C.到達M點時的速率一定是A的最大
D.B質(zhì)點從N到M的平均速度方向與任意時刻瞬時速度方向相同

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案