9．在利用重物自由下落“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，有如下器材：
A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器    B．低壓交流電源（附導(dǎo)線）
C．天平（附砝碼）D．鐵架臺（附夾子）
E．重錘（附夾子）F．紙帶
G．秒表       H．復(fù)寫紙
（1）其中不必要的器材是CG；還缺少的器材是刻度尺；（填代碼）
（2）某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2．實(shí)驗(yàn)小組選出一條紙帶如圖乙所示，其中O點(diǎn)為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)（靜止點(diǎn)），A、B、C為三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，在計(jì)數(shù)點(diǎn)A和B、B和C之間還各有一個(gè)點(diǎn)，測得h1=12.01cm，h2=19.15cm，h3=27.85cm．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源為50Hz的交流電．
若重錘質(zhì)量為m，根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以求得：當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打到B點(diǎn)時(shí)，重錘的重力勢能比開始下落時(shí)減少了1.88mJ；此時(shí)重錘的動能比開始下落時(shí)增加了1.96mJ，根據(jù)計(jì)算結(jié)果可以知道該實(shí)驗(yàn)小組在做實(shí)驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)的問題可能是做實(shí)驗(yàn)時(shí)先釋放了紙帶然后再合上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電鍵（找出一種原因即可）；

（3）如果重錘下落高度為h時(shí)對應(yīng)的速度為v，以$\frac{v^2}{2}$為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出$\frac{{v}^{2}}{2}$-h圖線，則圖線斜率的數(shù)值在理論上等于重力加速度g．

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定實(shí)驗(yàn)中所需測量的物理量，從而確定不需要的器材．
（2）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，從而得出動能的增加量，根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量，通過比較分析誤差產(chǎn)生的原因．
（3）根據(jù)機(jī)械能守恒得出$\frac{1}{2}{v}^{2}-h$的表達(dá)式，從而得出圖線斜率的含義．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等，質(zhì)量可以約去，不需要用天平測量質(zhì)量．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以直接記錄時(shí)間，所以不需要秒表．故選：CG．
實(shí)驗(yàn)中需要刻度尺測量點(diǎn)跡間的距離，從而得出下降的高度以及求解瞬時(shí)速度的大小，故還需要刻度尺．
（2）當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打到B點(diǎn)時(shí)，重錘的重力勢能比開始下落時(shí)減少△Ep=mgh2=m×9.8×0.1915J=1.88mJ，B點(diǎn)的瞬時(shí)速度${v}_{B}=\frac{{h}_{3}-{h}_{1}}{2×2T}=\frac{0.2785-0.1201}{0.08}$
m/s=1.98m/s，則動能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×m×1.9{8}^{2}$J=1.96m，可知?jiǎng)幽艿脑黾恿看笥谥亓菽艿臏p小量，出現(xiàn)問題的可能原因是做實(shí)驗(yàn)時(shí)先釋放了紙帶然后再合上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電鍵．
（3）根據(jù)機(jī)械能守恒得，$mgh=\frac{1}{2}m{v}^{2}$，則$\frac{1}{2}{v}^{2}=gh$，可知圖線的斜率在理論上等于重力加速度g．
故答案為：（1）CG，刻度尺；
（2）1.88m，1.96m，做實(shí)驗(yàn)時(shí)先釋放了紙帶然后再合上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電鍵（或“接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是重錘已經(jīng)具有初速度”、“重錘下落初速度不為零”、“釋放紙帶時(shí)手抖動了”等等）；
（3）重力加速度g．

點(diǎn)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(shí)速度，從而得出動能的增加量，會根據(jù)下降的高度求解重力勢能的減小量．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

14．用一條絕緣輕繩懸掛一個(gè)帶電小球，小球的質(zhì)量為1×10-2kg，所帶電荷量為+2×10-8C．現(xiàn)加一水平方向的勻強(qiáng)電場，平衡時(shí)絕緣繩與鉛垂線間的夾角為300．
（1）求這個(gè)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小
（2）若所帶電荷量為-2×10-8C，電場強(qiáng)度大小及方向．

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

20．物理小組在一次探究活動中測量滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)．實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端裝有定滑輪；木板上有一滑塊，其一端與穿過電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，另一端通過跨過定滑輪的細(xì)線與托盤連接．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源的頻率為50Hz．開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，在托盤中放入適量砝碼，滑塊開始做勻加速運(yùn)動，在紙帶上打出一系列點(diǎn)．圖乙給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分，從比較清晰的點(diǎn)跡起，在紙帶上標(biāo)出連續(xù)的5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），測出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到A點(diǎn)之間的距離如圖所示．請完成下列小題：

（1）根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計(jì)算：（保留兩位有效數(shù)字）
①打C點(diǎn)時(shí)滑塊的速度的大小為0.54m/s；
②滑塊的加速度a=1.0 m/s2；
?若在實(shí)驗(yàn)過程中交流電的頻率超過50Hz，但計(jì)算時(shí)頻率還是用50Hz，由此計(jì)算出的加速度值將偏小 （填“偏大”、“偏小”或“不變”）
（2）為了測量動摩擦因數(shù)，下列物理量中還應(yīng)測量的是CD
A．木板的長度L      B．木板的質(zhì)量m1
C．滑塊的質(zhì)量m2   D．托盤和砝碼的總質(zhì)量m3     E．滑塊運(yùn)動的時(shí)間t
（3）不計(jì)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與紙帶間及細(xì)繩與滑輪間的阻力，則滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ==$\frac{{m}_{3}g-（{m}_{2}+{m}_{3}）a}{{m}_{2}g}$（用被測物理量的字母表示，重力加速度為g）．

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

17．利用圖示裝置進(jìn)行驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要測量物體由靜止開始自由下落到某點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度v和下落高度h．某小組同學(xué)對實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，設(shè)計(jì)了以下四種測量方案．
A．用刻度尺測出物體下落高度h，用打點(diǎn)間隔數(shù)測出下落時(shí)間t，通過v=gt計(jì)算出瞬時(shí)速度v．
B．用刻度尺測出物體下落的高度h，并通過v=$\sqrt{2gh}$ 計(jì)算出瞬時(shí)速度v．
C．根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動時(shí)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，測算出瞬時(shí)速度v，并通過h=$\frac{{v}^{2}}{2g}$計(jì)算得出高度
D．用刻度尺測出物體下落的高度h，根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動時(shí)，紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，測算出瞬時(shí)速度v．
（1）以上方案中只有一種正確，正確的是D．（填入相應(yīng)的字母）
（2）在該實(shí)驗(yàn)中，有幾個(gè)注意點(diǎn)，以下描述正確的是AC．
A．為減小摩擦阻力，需要調(diào)整打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，使它在同一豎直線上
B．可以選用質(zhì)量很大的重錘，先用手托住，等計(jì)時(shí)器通電后再釋放重錘
C．只有選第1、第2兩打點(diǎn)間隔約2mm的紙帶才代表打第1點(diǎn)時(shí)的速度為零
D．實(shí)驗(yàn)結(jié)果如果正確合理，得到的動能增加量應(yīng)略大于重力勢能的減少量．

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

4．在“探究機(jī)械能的轉(zhuǎn)化與守恒”實(shí)驗(yàn)中，已知物體質(zhì)量為1kg，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的電源頻率為50Hz，查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?.80m/s2．某同學(xué)選擇了一條理想的紙帶，用刻度尺測量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)上的讀數(shù)，如圖所示，圖中O點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C、D是連續(xù)打出的四個(gè)點(diǎn)．則重物由O點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)時(shí)：（計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）
（1）重物到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度vC=2.11 m/s．
（2）重力勢能的減少量△Ep=2.28 J；動能的增加量△Ek=2.23 J．
（3）根據(jù)計(jì)算的數(shù)據(jù)可得出什么結(jié)論？在誤差允許的范圍內(nèi)，重力勢能的減小量與動能的增加量相等，知物體在下落過程中機(jī)械能守恒．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

14．如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy內(nèi)，第一象限中某一矩形區(qū)域（圖中未畫出）內(nèi)存在著垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B；第二象限內(nèi)存在沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場．一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從x軸負(fù)半軸x=-$\sqrt{3}$L處的M點(diǎn)以初速度v0垂直于x軸射入電場，經(jīng)y軸上y=2L處的P點(diǎn)進(jìn)入磁場，最后以垂直于x軸的方向從N點(diǎn)（圖中未畫出）射出磁場，不計(jì)粒子重力，求：
（l）電場強(qiáng)度E的大小．
（2）矩形磁場的最小面積S．
（3）粒子從進(jìn)入電場到離開磁場所經(jīng)歷的總時(shí)間t．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

1．如圖甲所示，物塊在光滑水平面上在一水平力作用下，以初速度v0開始做直線運(yùn)動，水平力開始的方向與初速度方向相同，物塊運(yùn)動的加速度隨時(shí)間變化的圖象為正弦函數(shù)（如圖乙所示），則（　�。�
A．t=0.5s 時(shí)F最大，t=1.5s 時(shí)F最小B．t=ls時(shí)物塊的速度最小
C．t=ls時(shí)力F變化最快D．t=2s時(shí)物塊的速度為零

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

18．在“探究動能與重力勢能的轉(zhuǎn)化和守恒”的實(shí)驗(yàn)中采用重物自由下落的方法：
（1）實(shí)驗(yàn)供選擇的重物有以下四個(gè)，應(yīng)選擇C．
A．質(zhì)量為100g的木球            B．質(zhì)量為10g的砝碼
C．質(zhì)量為200g的鉤碼            D．質(zhì)量為10g的塑料球
（2）實(shí)驗(yàn)中不一定（填一定或不一定）要用天平測量重物的質(zhì)量．
（3）若某次實(shí)驗(yàn)中使用質(zhì)量m=1kg的重物自由下落，得到如圖所示的紙帶，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.04s．那么從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下起點(diǎn)O到打下B點(diǎn)的過程中，重物重力勢能的減少量△Ep=2.33J （g=10m/s2，保留三位有效數(shù)字），此過程中重物動能的增加量△Ek=2.26J（保留三位有效數(shù)字）．由此可得到的結(jié)論是在誤差允許范圍內(nèi)，重物的機(jī)械能守恒．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

19．如圖所示，A、B是帶有等量同種電荷的兩個(gè)小球，它們的質(zhì)量都是m，它們的懸線長度都是L，懸線上端部固定在同一點(diǎn)O，B球懸線豎直且被固定，A球在力的作用下，在偏離B球X的地方靜止不動，此時(shí)A受繩的拉力為F，現(xiàn)在保持其他條件不變，用改變A球質(zhì)量的方法，使A球在距離B球?yàn)?\frac{1}{2}$X處平衡，不考慮靜電感應(yīng)作用，則求：
（1）此時(shí)A受到的繩子的拉力大小與原拉力F的比值．
（2）此時(shí)A球質(zhì)量與原質(zhì)量m的比值．

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同步練習(xí)冊答案