9.驗證“機械能守恒定律”的實驗采用重物自由下落的方法.
(1)有下列器材可供選擇:鐵架臺、天平、電火花打點計時器、墨粉紙、紙帶、低壓直流電源,天平、秒表,重物、導線外,多余的器材是天平、低壓直流電源、停表,缺少的器材是刻度尺.
(2)已知所用電火花打點計時器所接電源的頻率為50Hz,查得當?shù)氐闹亓铀俣葹間=9.80m/s2,重物質(zhì)量為0.5kg,某同學選擇了一條理想的紙帶,用刻度尺測量時各計時點對應(yīng)刻度尺的讀數(shù)如圖2所示.圖中O點是打點計時器打出的第一個點(此時重物的速度為零),A、B、C、D分別是連續(xù)打出的計時點.重物由O點運動到C點時,重物的重力勢能的減少量△EP=1.60J,此過程中物體動能的增加量△Ek=1.56J.(保留三位有效數(shù)字)

分析 (1)、解決實驗問題首先要掌握該實驗原理,了解實驗的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項,清楚該實驗的誤差來源;
(2)、根據(jù)功能關(guān)系得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值,測得紙帶上的點間距,利用勻變速直線運動的推論,可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度,從而求出動能變化量.

解答 解:(1)根據(jù)實驗原理,需要驗證下列方程成立
mgh=$\frac{1}{2}$mv2
即:gh=$\frac{1}{2}$v2
則不需要天平.v由打點計時器打下的紙帶測出,不需要秒表.
電火花打點計時器工作220v交流電源,故不需要低壓直流電源.紙帶處理中點之間的距離需要刻度尺.
(2)重物的重力勢能的減少量為:△EP=mgh=0.5×9.8×0.326J=1.60J
打C點重物速度為:v=$\frac{0.38-0.28}{2×0.02}$=2.5m/s,
物體動能的增加量為:△Ek=$\frac{1}{2}$mv2=$\frac{1}{2}×0.5×$(2.5)2=1.56 J
故答案為:(1)天平、低壓直流電源、停表,刻度尺;(2)1.60,1.56

點評 正確解答實驗問題的前提是明確實驗原理,從實驗原理出發(fā)進行分析所需實驗器材、所測數(shù)據(jù)、誤差分析等,會起到事半功倍的效果.
通過該題理解驗證性實驗的特點,把握實驗原理,提升實驗?zāi)芰Γ擃}是考查基礎(chǔ)實驗知識的好題.

練習冊系列答案
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19.關(guān)于功和能,下列說法正確的是( 。
A.功有正負,因此功是矢量
B.力和位移是做功的兩個要素,只要有力、有位移,就一定有功
C.功和能量的國際單位都是焦耳
D.+2J的功比-10J的功大

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20.如圖所示,光線從透明液槽側(cè)壁水平射到放在液體中的平面鏡上.液體的折射率為$\sqrt{2}$.問平面鏡與水平面所成角度α為多大時,光經(jīng)過鏡面反射后可從液面射出,請你畫出光路圖.

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17.如圖所示,繃緊的傳送帶與水平面的夾角θ=30°,皮帶在電動機的帶動下,始終保持v=2m/s的速率運行.現(xiàn)把一質(zhì)量m=15kg的工件(可看做質(zhì)點)輕輕放在皮帶的底端,經(jīng)時間t=1.9s,工件被傳送到h=1.5m的高處,取g=10m/s2.求:
(1)工件與皮帶間的動摩擦因數(shù);
(2)電動機由于傳送工件多消耗的電能.

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4.一質(zhì)量為m的物體在水平恒力F的作用下沿水平面運動,在t0時刻撤去力F,其v-t圖象如圖所示.已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g,求
(1)恒力F的大小和力F做的功
(2)0~t0與t0~3t0摩擦力的平均功率之比.

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14.關(guān)于電場強度的定義式E=$\frac{F}{q}$,下列哪個說法正確?(  )
A.此式說明電場中某點E的大小隨F、q的變化而變化
B.F是試探電荷所受的力,q是產(chǎn)生電場的電荷的電荷量
C.場強的方向與F的方向相同
D.放入電場中的某一電荷所受的電場力F大小與該點場強的大小成正比

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1.某同學使用激光器作光源,在不透光的擋板上開一條縫寬為0.05mm的窄縫,進行光的衍射實驗,如圖所示,則他在光屏上看到的條紋是( 。
A.B.C.D.

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18.光滑水平面上的一個物體,質(zhì)量為2kg,處于靜止狀態(tài).當它受到一個水平恒力作用后,在頭2.0s內(nèi)移動了4.0m.該物體所受的水平恒力大小為4N.

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19.如圖所示,在豎直放置的半徑為R的光滑絕緣細管的圓心O處放一點電荷,將質(zhì)量m,帶電量為+q的小球從圓弧管的水平直徑端點A由靜止釋放,小球沿細管滑到最低點B時,對管壁恰好無壓力,則放于圓心處的電荷帶負電,帶電量Q=$\frac{{3mgR}^{2}}{kq}$.

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