如圖(甲)所示，在利用重物自由下落驗證機(jī)械能守恒定律的實驗中，某實驗小組打出了三條紙帶，但是由于實驗操作不規(guī)范，三條打點紙帶的第1個點和第2個點之間的距離都明顯的大于2 mm，于是他們選擇了如圖(乙)所示的一條點跡清晰且在一條直線上的紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)處理．他們首先在所選擇紙帶的前四個點的下方標(biāo)上1、2、3、4，在后面適當(dāng)位置又選了五個計數(shù)點A、B、C、D、E；然后，他們又設(shè)計了四種數(shù)據(jù)處理方案來驗證機(jī)械能守恒定律．

方案1：選擇第1個點作為過程的起點，分別選擇計數(shù)點B、C、D作為過程的終點，用刻度尺量出計數(shù)點A、B、C、D、E到第1個點的距離h1、h2、h3、h4、h5，再數(shù)出計數(shù)點B、C、D到第1個點的時間間隔數(shù)k，利用Vn＝gkT算出重物運動到計數(shù)點B、C、D時的速度，比較“mghn和”是否相等來驗證機(jī)械能是否守恒．

方案2：選擇第1個點作為過程的起點，分別選擇計數(shù)點B、C、D作為過程的終點，用刻度尺量出計數(shù)點A、B、C、D、E到第1個點的距離h1、h2、h3、h4、h5，利用Vn＝算出重物運動到計數(shù)點B、C、D時的速度，比較“mghn和”是否相等來驗證機(jī)械能是否守恒．

方案3：選擇第3個點作為過程的起點，分別選擇計數(shù)點B、C、D作為過程的終點，用刻度尺量出計數(shù)點A、B、C、D、E到第3個點的距離h1、h2、h3、h4、h5，再數(shù)出計數(shù)點B、C、D到第1個點的時間間隔數(shù)k，利用Vn＝gkT算出重物運動到計數(shù)點B、C、D時的速度，利用V3＝2gT求出打第3個點時重物的速度，比較“mghn和(－)”是否相等來驗證機(jī)械能是否守恒．

方案4：選擇第3個點作為過程的起點，分別選擇計數(shù)點B、C、D作為過程的終點，用刻度尺量出計數(shù)點A、B、C、D、E到第3個點的距離h1、h2、h3、h4、h5，利用Vn＝算出重物運動到計數(shù)點B、C、D時的速度，再測出第2個點到第4個點之間的距離S，利用求出打第3個點時重物的速度，比較“mghn和(－)”是否相等來驗證機(jī)械能是否守恒．

(1)你認(rèn)為最合適的方案是________．

(2)說出兩條你認(rèn)為其他方案不合適的理由：

理由1：________．

理由2：________．

答案：
解析：

　　(1)方案4　(4分)

　　(2)理由1：研究過程的起點不能選在第1點(或者“打第1點和紙帶的釋放不同步”、“打第1點時重物已經(jīng)有了一個初速度”、“打第1點時重物已經(jīng)下落了一段距離”、或者表達(dá)了相同的意思均可)　(4分)

　　理由2：不能用V＝gt計算速度(由于空氣阻力、摩擦阻力、打點阻力的影響，重物實際下落的加速度小于重力加速度g，用V＝gt計算速度會使動能增量的測量值偏大，甚至?xí)霈F(xiàn)“動能的增加量大于重力勢能的減少量的結(jié)果”)　(4分)


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2012?昌平區(qū)二模）1932年，勞倫斯和利文斯設(shè)計出了回旋加速器．回旋加速器的工作原理如圖（甲）所示，置于高真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可以忽略不計．磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場與盒面垂直．A處粒子源產(chǎn)生的粒子，質(zhì)量為m、電荷量為+q，初速度為0，在加速器中被加速，加速電壓為U．加速過程中不考慮相對論效應(yīng)和重力作用．
（1）求粒子第1次和第2次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比；
（2）求粒子從靜止開始加速到出口處所需的時間t和粒子獲得的最大動能Ekm；

（3）近年來，大中型粒子加速器往往采用多種加速器的串接組合．例如由直線加速器做為預(yù)加速器，獲得中間能量，再注入回旋加速器獲得最終能量．n個長度逐個增大的金屬圓筒和一個靶，它們沿軸線排列成一串，如圖（乙）所示（圖中只畫出了六個圓筒，作為示意）．各筒相間地連接到頻率為f、最大電壓值為U的正弦交流電源的兩端．整個裝置放在高真空容器中．圓筒的兩底面中心開有小孔．現(xiàn)有一電量為q、質(zhì)量為m的正離子沿軸線射入圓筒，并將在圓筒間的縫隙處受到電場力的作用而加速（設(shè)圓筒內(nèi)部沒有電場）．縫隙的寬度很小，離子穿過縫隙的時間可以不計．已知離子進(jìn)入第一個圓筒左端的速度為v1，且此時第一、二兩個圓筒間的電勢差U1-U2=-U．為使打到靶上的離子獲得最大能量，各個圓筒的長度應(yīng)滿足什么條件？并求出在這種情況下打到靶上的離子的能量．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）某課外活動小組利用力傳感器和位移傳感器進(jìn)一步探究變力作用下的“動能定理”．圖（甲）所示，他們用力傳感器通過定滑輪直接拉固定在小車上的細(xì)繩，測出拉力F；用位移傳感器測出小車的位移s和瞬時速度v．已知小車質(zhì)量為200g．精英家教網(wǎng)
①某次實驗得出拉力F隨位移s變化規(guī)律如圖（乙）所示，速度v隨位移s變化規(guī)律如圖（丙）所示，數(shù)據(jù)如表格．利用所得的F-s圖象，求出s=0.30m到0.52m過程中變力F做功W=
 
J，此過程動能的變化△EK=
 
J（保留2位有效數(shù)字）．
s/m F/N v/m′s-1
0.30 1.00 0.00
0.31 0.99 0.31
0.32 0.95 0.44
0.35 0.89 0.67
0.40 0.81 0.93
0.45 0.70 1.10
0.52 0.60 1.30
②指出下列情況可減小實驗誤差的操作是
 
（填選項前的字母，可能不止一個選項）
A．使拉力F要遠(yuǎn)小于小車的重力；
B．實驗時要先平衡摩擦力；
C．要使細(xì)繩與滑板表面平行．
（2）某研究性學(xué)習(xí)小組在學(xué)完“測定金屬絲電阻率”實驗后，想利用下列器材測定自來水的電阻率：
器材（代號） 規(guī)格
電流表（A1）
電流表（A2）
電壓表（V1）
電壓表（V2）
滑動變阻器（R）
直流電源（E）
開關(guān)（S）、導(dǎo)線若干
毫米刻度尺、游標(biāo)卡尺
多用電表
一節(jié)兩端可封住的絕緣PVC水管		 量程0～1mA，內(nèi)阻約為50Ω
量程0～0.6A，內(nèi)阻約為0.1Ω
量程0～3V，內(nèi)阻約為10kΩ
量程0～15V，內(nèi)阻約為50kΩ
阻值范圍0～50Ω，允許最大電流0.5A
輸出電壓15V，內(nèi)阻不計
①用毫米刻度尺測量如圖（甲）所示的一段自來水管上兩接線柱間距離為L；
②用游標(biāo)卡尺測量水管內(nèi)徑為d，如圖（乙）所示的讀數(shù)為
 
mm；
③用多用電表測量兩接線柱間裝滿自來水電阻約20kΩ；
④為提高實驗結(jié)果的準(zhǔn)確程度，電流表應(yīng)選用
 
，電壓表應(yīng)選用
 
（以上均填器材代號）；
⑤為了達(dá)到上述目的，某同學(xué)設(shè)計出正確的電路原理圖并按電路圖連接好實物圖如（丙）圖所示．接通電路后，當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動片時，發(fā)現(xiàn)電壓表、電流表有示數(shù)但幾乎不變，請指出哪一根導(dǎo)線發(fā)生了斷路？
 
（只要填寫圖中導(dǎo)線字母代號）；
⑥若實驗電路中電流表示數(shù)為I，電壓表示數(shù)為U，可求得自來水的電阻率ρ=
 
．（用以上測得的物理量符號表示）
精英家教網(wǎng)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

1932年，勞倫斯和利文斯設(shè)計出了回旋加速器．回旋加速器的工作原理如圖（甲）所示，它由兩個鋁制D型金屬扁盒組成，兩個D形盒正中間開有一條狹縫；兩個D型盒處在勻強磁場中并接有高頻交變電壓．圖（乙）為俯視圖，在D型盒上半面中心S處有一正粒子源，它發(fā)出的帶電粒子，經(jīng)狹縫電壓加速后，進(jìn)入D型盒中，在磁場力的作用下運動半周，再經(jīng)狹縫電壓加速；為保證粒子每次經(jīng)過狹縫都被加速，應(yīng)設(shè)法使交變電壓的周期與粒子在狹縫及磁場中運動的周期一致．如此周而復(fù)始，最后到達(dá)D型盒的邊緣，獲得最大速度后射出．
置于高真空中的D形金屬盒的最大軌道半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可以忽略不計．粒子源S射出的是質(zhì)子流，初速度不計，D形盒的交流電壓為U，靜止質(zhì)子經(jīng)電場加速后，進(jìn)入D形盒，磁場的磁感應(yīng)強度B，質(zhì)子的質(zhì)量為m，電量為q，求：
精英家教網(wǎng)
（1）質(zhì)子最初進(jìn)入D形盒的動能多大？
（2）質(zhì)子經(jīng)回旋加速器最后得到的動能多大？
（3）要使質(zhì)子每次經(jīng)過電場都被加速，則加交流電源的周期是多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：2012年北京市昌平區(qū)高考物理二模試卷（解析版） 題型：解答題

1932年，勞倫斯和利文斯設(shè)計出了回旋加速器．回旋加速器的工作原理如圖（甲）所示，置于高真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可以忽略不計．磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場與盒面垂直．A處粒子源產(chǎn)生的粒子，質(zhì)量為m、電荷量為+q，初速度為0，在加速器中被加速，加速電壓為U．加速過程中不考慮相對論效應(yīng)和重力作用．
（1）求粒子第1次和第2次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比；
（2）求粒子從靜止開始加速到出口處所需的時間t和粒子獲得的最大動能Ekm；

（3）近年來，大中型粒子加速器往往采用多種加速器的串接組合．例如由直線加速器做為預(yù)加速器，獲得中間能量，再注入回旋加速器獲得最終能量．n個長度逐個增大的金屬圓筒和一個靶，它們沿軸線排列成一串，如圖（乙）所示（圖中只畫出了六個圓筒，作為示意）．各筒相間地連接到頻率為f、最大電壓值為U的正弦交流電源的兩端．整個裝置放在高真空容器中．圓筒的兩底面中心開有小孔．現(xiàn)有一電量為q、質(zhì)量為m的正離子沿軸線射入圓筒，并將在圓筒間的縫隙處受到電場力的作用而加速（設(shè)圓筒內(nèi)部沒有電場）．縫隙的寬度很小，離子穿過縫隙的時間可以不計．已知離子進(jìn)入第一個圓筒左端的速度為v1，且此時第一、二兩個圓筒間的電勢差U1-U2=-U．為使打到靶上的離子獲得最大能量，各個圓筒的長度應(yīng)滿足什么條件？并求出在這種情況下打到靶上的離子的能量．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：2010-2011學(xué)年福州市高三（下）質(zhì)量檢查物理試卷（解析版） 題型：解答題

（1）某課外活動小組利用力傳感器和位移傳感器進(jìn)一步探究變力作用下的“動能定理”．圖（甲）所示，他們用力傳感器通過定滑輪直接拉固定在小車上的細(xì)繩，測出拉力F；用位移傳感器測出小車的位移s和瞬時速度v．已知小車質(zhì)量為200g．
①某次實驗得出拉力F隨位移s變化規(guī)律如圖（乙）所示，速度v隨位移s變化規(guī)律如圖（丙）所示，數(shù)據(jù)如表格．利用所得的F-s圖象，求出s=0.30m到0.52m過程中變力F做功W=______J，此過程動能的變化△EK=______J（保留2位有效數(shù)字）．
s/mF/Nv/m′s-1
0.301.000.00
0.310.990.31
0.320.950.44
0.350.890.67
0.400.810.93
0.450.701.10
0.520.601.30
②指出下列情況可減小實驗誤差的操作是______（填選項前的字母，可能不止一個選項）
A．使拉力F要遠(yuǎn)小于小車的重力；
B．實驗時要先平衡摩擦力；
C．要使細(xì)繩與滑板表面平行．
（2）某研究性學(xué)習(xí)小組在學(xué)完“測定金屬絲電阻率”實驗后，想利用下列器材測定自來水的電阻率：
器材（代號）規(guī)格
電流表（A1）
電流表（A2）
電壓表（V1）
電壓表（V2）
滑動變阻器（R）
直流電源（E）
開關(guān)（S）、導(dǎo)線若干
毫米刻度尺、游標(biāo)卡尺
多用電表
一節(jié)兩端可封住的絕緣PVC水管		量程0～1mA，內(nèi)阻約為50Ω
量程0～0.6A，內(nèi)阻約為0.1Ω
量程0～3V，內(nèi)阻約為10kΩ
量程0～15V，內(nèi)阻約為50kΩ
阻值范圍0～50Ω，允許最大電流0.5A
輸出電壓15V，內(nèi)阻不計
①用毫米刻度尺測量如圖（甲）所示的一段自來水管上兩接線柱間距離為L；
②用游標(biāo)卡尺測量水管內(nèi)徑為d，如圖（乙）所示的讀數(shù)為______mm；
③用多用電表測量兩接線柱間裝滿自來水電阻約20kΩ；
④為提高實驗結(jié)果的準(zhǔn)確程度，電流表應(yīng)選用______，電壓表應(yīng)選用______（以上均填器材代號）；
⑤為了達(dá)到上述目的，某同學(xué)設(shè)計出正確的電路原理圖并按電路圖連接好實物圖如（丙）圖所示．接通電路后，當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動片時，發(fā)現(xiàn)電壓表、電流表有示數(shù)但幾乎不變，請指出哪一根導(dǎo)線發(fā)生了斷路？______（只要填寫圖中導(dǎo)線字母代號）；
⑥若實驗電路中電流表示數(shù)為I，電壓表示數(shù)為U，可求得自來水的電阻率ρ=______．（用以上測得的物理量符號表示）

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案