4．某同學(xué)想測出濟(jì)南當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭，并驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．為了減小誤差，他設(shè)計了一個實(shí)驗(yàn)如下：將一根長直鋁棒用細(xì)線懸掛在空中（如圖甲所示），在靠近鋁棒下端的一側(cè)固定電動機(jī)M，使電動機(jī)轉(zhuǎn)軸處于豎直方向，在轉(zhuǎn)軸上水平固定一支特制筆N，借助轉(zhuǎn)動時的現(xiàn)象，將墨汁甩出形成一條細(xì)線．調(diào)整筆的位置，使墨汁在棒上能清晰地留下墨線．啟動電動機(jī)待轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，用火燒斷懸線，讓鋁棒自由下落，筆在鋁棒上相應(yīng)位置留下墨線．圖乙是實(shí)驗(yàn)時在鋁棒上所留下的墨線，將某條合適的墨線A作為起始線，此后每隔4條墨線取一條計數(shù)墨線，分別記作B、C、D、E．將最小刻度為毫米的刻度尺的零刻度線對準(zhǔn)A，此時B、C、D、E對應(yīng)的刻度依次為14.68cm、39.15cm、73.41cm、117.46cm．已知電動機(jī)的轉(zhuǎn)速為3 000r/min．求：
（1）相鄰的兩條計數(shù)墨線對應(yīng)的時間間隔為0.1s．
（2）由實(shí)驗(yàn)測得濟(jì)南當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?.79m/s2．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
（3）該同學(xué)計算出畫各條墨線時的速度v，以$\frac{{v}^{2}}{2}$為縱軸，以各條墨線到墨線A的距離h為橫軸，描點(diǎn)連線，得出了如圖丙所示的圖象，在誤差允許的范圍內(nèi)據(jù)此圖象能驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，但圖線不過原點(diǎn)的原因A點(diǎn)對應(yīng)的速度不為零．

分析 （1）根據(jù)轉(zhuǎn)速求出轉(zhuǎn)動的周期，從而得出相鄰的兩條計數(shù)墨線對應(yīng)的時間間隔；
（2）根據(jù)連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量求出重力加速度的大��；
（3）根據(jù)機(jī)械能守恒得出v2-h的關(guān)系式，結(jié)合關(guān)系式得出圖線斜率的含義和圖線不過原點(diǎn)的原因．

解答 解：（1）電動機(jī)的轉(zhuǎn)速為3000 r/min=50r/s，可知相鄰兩條墨線的時間間隔為0.02s，每隔4條墨線取一條計數(shù)墨線，則相鄰的兩條計數(shù)墨線對應(yīng)的時間間隔為0.1s；
（2）xBC=39.15-14.68cm=24.47cm，xCD=73.41-39.15cm=34.26cm，xDE=117.46-73.41cm=44.05cm，可知連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差△x=9.79cm，根據(jù)△x=gT2得，g=$\frac{△x}{{T}^{2}}=\frac{9.79×1{0}^{-2}}{0.01}m/{s}^{2}=9.79m/{s}^{2}$．
（3）圖線不過原點(diǎn)的原因是A點(diǎn)對應(yīng)的速度不為零．
故答案為：（1）0.1，（2）9.79，（3）A點(diǎn)對應(yīng)的速度不為零．

點(diǎn)評 本題中筆在鋁棒上相應(yīng)位置留下墨線和打點(diǎn)計時器的原理相同，處理的方法和紙帶的處理方法相同，會通過連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量求解重力加速度．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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18．兩個質(zhì)量分別為m1、m2的小球，各用長為L的絲線懸掛在同一點(diǎn)，當(dāng)兩球分別帶同種電荷，且電荷量分別為q1、q2時，兩絲線張開一定的角度θ1、θ2，如圖所示，則下列說法正確的是（　�。�
A．若m1＞m2，則θ1＞θ2B．若m1＞m2，則θ1=θ2C．若m1＜m2，則θ1＞θ2D．若q1=q2，則θ1=θ2

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

15．一個電動機(jī)線圈的電阻是0.4Ω，當(dāng)它兩邊所加電壓為220V時，通過的電流是5A．這臺電動機(jī)消耗的電功率為1100W，每分鐘電動機(jī)產(chǎn)生的焦耳熱為600J．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

12．一列簡諧橫波，在t=0.6s時刻的圖象如圖甲所示，此時，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的位移均為-1cm，波上x=15m處的A質(zhì)點(diǎn)的振動圖象如圖乙所示，則以下說法正確的是（　�。�
A．這列波沿x軸正方向傳播
B．這列波的波速是$\frac{50}{3}$m/s
C．從t=0.6 s開始，緊接著的△t=0.6 s時間內(nèi)，A質(zhì)點(diǎn)通過的路程是10m
D．從t=0.6 s開始，質(zhì)點(diǎn)Q比質(zhì)點(diǎn)P先回到平衡位置
E．若該波在傳播過程中遇到一個尺寸為10m的障礙物，能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

19．假設(shè)一個騎著摩托車的人以0.8c的速度經(jīng)過一個靜止的觀察者身旁，這個騎車者向他前進(jìn)的方向以相對他0.7c的速度拋出一個小球．那么靜止的人觀察小球的速度會是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

9．某研究性學(xué)習(xí)小組利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示．在氣墊導(dǎo)軌上相隔一定距離的兩處安裝兩個光電傳感器A、B，滑塊P上固定一寬度為d的遮光條，若光線被遮光條遮擋，光電傳感器會輸出高電壓，兩光電傳感器采集數(shù)據(jù)后與計算機(jī)相連．滑塊在細(xì)線的牽引下向左加速運(yùn)動，遮光條經(jīng)過光電傳感器A、B時，通過計算機(jī)可以得到如圖乙所示的電壓U隨時間t變化的圖象．

（1）實(shí)驗(yàn)前，接通氣源，將滑塊（不掛鉤碼）置于氣墊導(dǎo)軌上，輕推滑塊，當(dāng)圖乙中的△t1=△t2（選填“＞”、“=”或“＜”）時，說明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平．
（2）滑塊P用細(xì)線跨過定滑輪與質(zhì)量為m的鉤碼Q相連，將滑塊P由圖甲所示位置釋放，通過計算機(jī)得到電壓圖象如圖乙所示，若△t1、△t2、d和m已知，要驗(yàn)證滑塊和砝碼組成的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒，還應(yīng)測出的物理量是滑塊的質(zhì)量M和兩光電門間的距離L．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

16．鋰電池能量密度高、綠色環(huán)保．現(xiàn)用充電寶為一手機(jī)鋰電池（圖甲）充電，等效電路如圖乙所示，充電寶的輸出電壓為U，輸出電流為I，該鋰電池的內(nèi)阻為r，則（　�。�
A．充電寶輸出的電功率為UI+I2rB．電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為UI
C．鋰電池產(chǎn)生的熱功率為I2rD．鋰電池產(chǎn)生的熱功率為$\frac{{U}^{2}}{r}$

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

13．某同學(xué)利用如圖甲所示裝置來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，器材為：鐵架臺，約50cm的不可伸長的細(xì)線，帶孔的小鐵球，光電門和計時器（可以記錄擋光的時間），量角器，刻度尺，游標(biāo)卡尺．
實(shí)驗(yàn)前先查閱資料得到當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭，再將細(xì)線穿過小鐵球，懸掛在鐵架臺的橫桿上，在小球軌跡的最低點(diǎn)安裝好光電門，依次測量擺線的長度l，擺球的直徑d，測量擺角θ，從靜止開始釋放小球，小球向下擺動，擺球通過光電門時記錄時間t．

（1）用20分度游標(biāo)卡尺測量小球直徑，刻度線如圖乙所示，則d=1.020cm．
（2）某次實(shí)驗(yàn)測得小球通過光電門時記錄的時間t=5.10ms，由此得小球通過光電門的速度為2.0m/s（保留2位有效數(shù)字）．
（3）若$g（l+\fraccjiowod{2}）（1-cosθ）=\frac{xnd6vr5^{2}}{2{t}^{2}}$等式在誤差范圍內(nèi)成立，則驗(yàn)證了機(jī)械能守恒．（用題中物理量符號表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

14．如圖是打點(diǎn)計時器測定加速度時得到的一條紙帶，測出AB=1.2cm，BC=2.4cm，AD=3.6cm．相鄰兩個計數(shù)點(diǎn)間有四個點(diǎn)未畫出．則運(yùn)動物體的加速度a=1.2m/s2，打B點(diǎn)時運(yùn)動物體的速度0.18m/s．

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同步練習(xí)冊答案