20.如圖1所示是利用自由落體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置,所用的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通以50Hz的交流電.

(1)甲同學(xué)按照正確的實(shí)驗(yàn)步驟操作后,選出一條紙帶如圖2所示,其中O點(diǎn)為重物剛要下落時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn),A、B、C為三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),用刻度尺測(cè)得OA=12.41cm,OB=18.60cm,OC=27.21cm,在計(jì)數(shù)點(diǎn)A和B、B和C之間還各有一個(gè)點(diǎn).已知重物的質(zhì)量為1.00kg,取g=9.80m/s2.在OB段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,重物重力勢(shì)能的減少量△Ep=1.82J;重物的動(dòng)能增加量△Ek=1.71J(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字).
(2)乙同學(xué)想利用該實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋虺隽艘粭l紙帶后,利用紙帶測(cè)量出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的速度為零的點(diǎn)的距離h,算出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度v,以h為橫軸,以$\frac{1}{2}$v2為縱軸畫出了如圖3所示的圖線.由于圖線沒有過(guò)原點(diǎn),他又檢查了幾遍,發(fā)現(xiàn)測(cè)量和計(jì)算都沒有出現(xiàn)問(wèn)題,其原因可能是:先釋放重物,再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.
乙同學(xué)測(cè)出該圖線的斜率為k,如果不計(jì)一切阻力,則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭等于 k(選填“大于”、“等于”或“小于”).

分析 (1)根據(jù)下降的高度求出重力勢(shì)能的減小量,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B點(diǎn)的速度,從而得出動(dòng)能的增加量.
(2)根據(jù)下落高度為零時(shí),物體速度不為零,分析圖線不過(guò)原點(diǎn)的原因.結(jié)合機(jī)械能守恒得出 $\frac{1}{2}$v2-h的表達(dá)式,從而得出圖線斜率的含義.

解答 解:(1)在OB段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,重物重力勢(shì)能的減少量為:△Ep=mghOB=1×9.8×0.186J≈1.823J=1.82J,
B點(diǎn)的速度為:vB=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.2721-0.1241}{2×0.04}$m/s=1.85m/s,
則動(dòng)能的增加量為:△Ek=$\frac{1}{2}$mvB2=$\frac{1}{2}$×1×1.852J≈1.71J.
(2)從圖象中可以看出,當(dāng)物體下落的高度為0時(shí),物體的速度不為0,說(shuō)明了操作中先釋放重物,再接通(打點(diǎn)計(jì)時(shí)器)電源.根據(jù)機(jī)械能守恒知,mgh=$\frac{1}{2}$mv2,則$\frac{1}{2}$v2=gh,斜率k=g.
故答案為:(1)1.82,1.71;(2)先釋放重物,再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,等于.

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理,知道重力勢(shì)能的減小量略大于動(dòng)能增加量的原因,掌握紙帶的處理方法,會(huì)通過(guò)紙帶求解重力勢(shì)能的減小量,通過(guò)平均速度推論求出瞬時(shí)速度的大小,從而得出動(dòng)能的增加量.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

11.牛頓運(yùn)動(dòng)定律是構(gòu)成經(jīng)典力學(xué)的理論基礎(chǔ),這些定律是在大量實(shí)驗(yàn)和事實(shí)的基礎(chǔ)上總結(jié)出來(lái)的,一下關(guān)于牛頓運(yùn)動(dòng)定律的說(shuō)法中正確的是( 。
A.汽車能拉著拖車向前是因?yàn)槠噷?duì)拖車的拉力大于拖車?yán)嚨睦?/td>
B.由牛頓第一定律知道物體具有保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)叫慣性,慣性與物體運(yùn)動(dòng)速度大小無(wú)關(guān)
C.伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)雖然是理想中的實(shí)驗(yàn),但它是建立在可靠的事實(shí)基礎(chǔ)上的
D.牛頓運(yùn)動(dòng)定律在任何情況下都是成立的

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

12.下列說(shuō)法中正確的是(  )
A.研究“嫦娥一號(hào)”從地球到月球的飛行姿態(tài)時(shí),“嫦娥一號(hào)”可以看做質(zhì)點(diǎn)
B.張小莉同學(xué)每天早晨6:30分從家里出發(fā)去學(xué)校,6:30分指的是時(shí)間
C.把一個(gè)物體豎直上拋(忽略空氣阻力),其上升過(guò)程和下落過(guò)程的加速度相同
D.從廊坊市教育局出發(fā)經(jīng)過(guò)不同路徑到達(dá)北京天安門,它們的路程和位移均不同

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

8.質(zhì)量為m、電荷量為e的電子以速度v垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng).電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑和周期分別為( 。
A.$\frac{eB}{mv}$  $\frac{πm}{eB}$B.$\frac{v}{eB}$  $\frac{2π}{eB}$C.$\frac{m}{eB}$ $\frac{2πm}{eBv}$D.$\frac{mv}{eB}$ $\frac{2πm}{eB}$

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

15.某興趣小組的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示,通過(guò)電磁鐵控制的小球從A點(diǎn)自由下落,下落過(guò)程中經(jīng)過(guò)光電門B時(shí),通過(guò)與之相連的毫秒計(jì)時(shí)器(圖中未畫出)記錄下?lián)豕鈺r(shí)間t,測(cè)出A、B之間的距離h.實(shí)驗(yàn)前應(yīng)調(diào)整光電門位置使小球下落過(guò)程中球心通過(guò)光電門中的激光束

(1)若用該套裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒,已知重力加速度為g,還需要測(cè)量的物理量為D
A.A點(diǎn)與地面間的距離H          B.小球的質(zhì)量m
C.小球從A到B的下落時(shí)間tAB     D.小球的直徑d
(2)用游標(biāo)卡尺測(cè)得小球直徑如圖2所示,則小球直徑為1.14cm,某次小球通過(guò)光電門毫秒計(jì)數(shù)器的讀數(shù)為3ms,則該次小球通過(guò)光電門B時(shí)的瞬時(shí)速度大小為 v=3.8m/s
(3)若用該套裝置進(jìn)行“探究做功和物體速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn),大家提出以下幾種猜想:W∝v;W∝v2;W∝$\sqrt{v}$….然后調(diào)節(jié)光電門B的位置,計(jì)算出小球每次通過(guò)光電門B的速度v1、v2、v3、v4…,并測(cè)出小球在A、B間的下落高度h1、h2、h3、h4…,然后繪制了如圖3所示的h-v圖象.若為了更直觀地看出h和v的函數(shù)關(guān)系,他們下一步應(yīng)該重新繪制A.
A.h-v2圖象     B.h-$\sqrt{v}$圖象     C.h-$\frac{1}{v}$圖象      D.h-$\frac{1}{\sqrt{v}}$圖象.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

5.在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中,使質(zhì)量為m=200g的重物自由下落,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列的點(diǎn),選取一條符合實(shí)驗(yàn)要去的紙帶如圖所示,O為紙帶下落的起始點(diǎn),A、B、C為紙帶上選取的三個(gè)連讀點(diǎn).已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔T=0.02s打一個(gè)點(diǎn),當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間=9.8m/s2,那么

(1)計(jì)算B點(diǎn)瞬時(shí)速度時(shí),甲同學(xué)用vB2=2gsOB,乙同學(xué)用vB=$\frac{{s}_{AC}}{2T}$,其中所選方法正確的是(填“甲”或“乙”)同學(xué),他計(jì)算的重物的速度vB=m/s;
(2)從O點(diǎn)到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過(guò)程中,物體重力勢(shì)能的減小量△Ep=J,動(dòng)能的增加量△Ek=J;(以上所有結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

12.圖示是甲乙兩物體從同一點(diǎn)開始做直線運(yùn)動(dòng)的圖象,下列說(shuō)法正確的是( 。
A.若y表示位移,則0-t1時(shí)間內(nèi)甲的位移小于乙的位移
B.若y表示位移,則t1時(shí)甲的速度大于乙的速度
C.若y表示速度,則0-t1時(shí)間內(nèi)甲的位移小于乙的位移
D.若y表示速度,則t1時(shí)甲的速度大于乙的速度

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

9.以“低碳生活,綠色出行”為宗旨的電動(dòng)平衡車這種綠色環(huán)保的交通工具成為人們?nèi)粘6掏境鲂械氖走x工具.一電動(dòng)平衡車以某速度開始做勻減速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)最初10m所用時(shí)間為(6-4$\sqrt{2}$)s,當(dāng)電動(dòng)平衡車運(yùn)動(dòng)了90m時(shí)速度為零,則( 。
A.電動(dòng)平衡車運(yùn)行最后10m所用時(shí)間為1s
B.電動(dòng)平衡車做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為2.5m/s2
C.電動(dòng)平衡車做勻減速運(yùn)動(dòng)的初速度大小為30$\sqrt{2}$m/s
D.電動(dòng)平衡車運(yùn)動(dòng)到中間位置時(shí)速度大小為15$\sqrt{2}$m/s

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

10.一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的線圈電阻與一只電爐的電阻相同,電動(dòng)機(jī)和電爐并聯(lián)后接入電路,且電動(dòng)機(jī)正常工作,則在相同時(shí)間內(nèi)( 。
A.電爐兩端電壓等于電動(dòng)機(jī)兩端電壓B.流過(guò)電爐和電動(dòng)機(jī)的電流相等
C.電爐放熱與電動(dòng)機(jī)放熱相等D.電動(dòng)機(jī)消耗的功率小于電爐的功率

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