19.利用圖1裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn).

(1)除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(tái)(含鐵夾)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、導(dǎo)線及開(kāi)關(guān)外,在下列器材中,還必須使用的兩種器材是AB.
A.交流電源     B.刻度尺       C.天平(含砝碼)
(2)實(shí)驗(yàn)中,先接通電源,再釋放重物,得到如圖2所示的一條紙帶.在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C,測(cè)得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為hA、hB、hC
已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T(mén).設(shè)重物的質(zhì)量為m.從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過(guò)程中,重物的重力勢(shì)能變化量△Ep=mghB,動(dòng)能變化量△Ek=$\frac{m({h}_{C}-{h}_{A})^{2}}{8{T}^{2}}$.
(3)某同學(xué)想用下述方法研究機(jī)械能是否守恒,在紙帶上選取多個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),測(cè)量它們到起始點(diǎn)O的距離h,計(jì)算對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)的重物速度v,描繪v2-h圖象,并做如下判斷:若圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的直線,則重物下落過(guò)程中機(jī)械能守恒,請(qǐng)你分析論證該同學(xué)的判斷是否正確.不正確.

分析 (1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定所需測(cè)量的物理量,從而確定所需的器材.
(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)速度求出B點(diǎn)的速度,從而得出動(dòng)能的增加量,根據(jù)下降的高度求出重力勢(shì)能的減小量.
(3)如果v2-h圖象為直線,僅表示合力恒定,與機(jī)械能是否守恒無(wú)關(guān).

解答 解:(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需接交流電源,實(shí)驗(yàn)中需要用刻度尺測(cè)量點(diǎn)跡間的距離,從而求出瞬時(shí)速度以及重力勢(shì)能的減小量.實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證動(dòng)能的增加量和重力勢(shì)能的減小量是否相等,質(zhì)量可以約去,不需要用天平測(cè)量質(zhì)量,故選:AB.
(2)從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過(guò)程中,重物的重力勢(shì)能變化量△Ep=mghB,B點(diǎn)的瞬時(shí)速度${v}_{B}=\frac{{h}_{C}-{h}_{A}}{2T}$,則動(dòng)能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}$=$\frac{m({h}_{C}-{h}_{A})^{2}}{8{T}^{2}}$.
(3)該同學(xué)的判斷依據(jù)不正確.在重物下落h的過(guò)程中,若阻力f恒定,根據(jù)mgh-fh=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$,可得${v}^{2}=\frac{2(mg-f)h}{m}$,則此時(shí)v2-h圖象就是過(guò)原點(diǎn)的一條直線.所以要想通過(guò)v2-h圖象的方法驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒,還必須看圖象的斜率是否接近2g.
故答案為:(1)AB,(2)mghB,$\frac{m({h}_{C}-{h}_{A})^{2}}{8{T}^{2}}$,(3)不正確.

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理,掌握紙帶的處理方法,會(huì)通過(guò)紙帶求解瞬時(shí)速度,從而求解動(dòng)能的增加量.注意v2-h圖線是過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線,不能說(shuō)明機(jī)械能守恒.

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:實(shí)驗(yàn)題

20.瞬時(shí)速度是一個(gè)重要的物理概念.但在物理實(shí)驗(yàn)中通常只能通過(guò)$\overline v$=$\frac{△s}{△t}$(△s為擋光片的寬度,△t為擋先片經(jīng)過(guò)光電門(mén)所經(jīng)歷的時(shí)間) 的實(shí)驗(yàn)方法來(lái)近似表征物體的瞬時(shí)速度.這是因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)中無(wú)法實(shí)觀△t或△s趨近零.力此人們?cè)O(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)來(lái)研究物體的瞬時(shí)速度.如圖1所示,在傾斜導(dǎo)軌的A處放置一光電門(mén),讓載有輕質(zhì) 擋光片(寬度為△s)的小車從P點(diǎn)靜止下滑,再利用處于A處的光電門(mén)記錄下?lián)豕馄?jīng)過(guò)A點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間△t,接下來(lái),改用不同寬度的擋光片重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),最后運(yùn)鉬公式v=$\frac{△s}{△t}$計(jì)算出不同寬度的擋光片從A點(diǎn)開(kāi)始在各自△s區(qū)域內(nèi)的vA,并可作出v-△t圖象,如圖1所示.

(1)根據(jù)描點(diǎn),請(qǐng)?jiān)趫D2的坐標(biāo)系內(nèi)畫(huà)出v-△t圖線.
(2)若每次實(shí)痺擋起片的前邊沿到A點(diǎn)的速度為υ0,小車的加速度為a,請(qǐng)寫(xiě)出圖象對(duì)應(yīng)的方程$\overline{v}$=v0+$\frac{1}{2}a•△t$,結(jié)合所作圖線得出小車的加速度大小約為0.56m/s2,擋光片經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度大小約為0.52m/s.(保留兩位有效數(shù)字)
(3)改用不同鐺光片重復(fù)實(shí)驗(yàn)時(shí)操作的注意事項(xiàng)(寫(xiě)出一點(diǎn)即可)是:更換擋光片時(shí)要保證其前沿始終處于小車同一位置;或者每次實(shí)驗(yàn)要保證小車從同一位置P釋放.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

10.(1)場(chǎng)是物理學(xué)中的重要概念,除了電場(chǎng)和磁場(chǎng),還有引力場(chǎng).物體之間的萬(wàn)有引力就是通過(guò)引力場(chǎng)發(fā)生作用的,地球附近的引力場(chǎng)叫重力場(chǎng).仿照電場(chǎng)強(qiáng)度的定義,請(qǐng)你定義重力場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向.
(2)電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)都是描述電場(chǎng)的物理量,請(qǐng)你在勻強(qiáng)電場(chǎng)中推導(dǎo)電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系式.
(3)如圖所示,有一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),一帶正電的小球在電場(chǎng)中以速度v0豎直向上拋出,小球始終在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng).已知小球質(zhì)量為m,重力加速度為g,其所受電場(chǎng)力為重力的$\frac{3}{4}$.求小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最小速度的大小和方向.(已知:sin37°=0.6,cos37°=0.8)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

7.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1所示,水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌;導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長(zhǎng)方形遮光片的滑塊,其總質(zhì)量為M,左端由跨過(guò)輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的小球相連;遮光片兩條長(zhǎng)邊與導(dǎo)軌垂直;導(dǎo)軌上B點(diǎn)有一光電門(mén),可以測(cè)量遮光片經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的擋光時(shí)間t,用d表示A點(diǎn)到光電門(mén)B處的距離,b表示遮光片的寬度,將遮光片通過(guò)光電門(mén)的平均速度看作滑塊通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度,實(shí)驗(yàn)時(shí)滑塊在A處由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng).

(1)某次實(shí)驗(yàn)測(cè)得傾角θ=30°,重力加速度用g表示,滑塊從A處到達(dá)B處時(shí)m和M組成的系統(tǒng)動(dòng)能增加量可表示為△Ek=$\frac{(M+m)^{2}}{2{t}^{2}}$,系統(tǒng)的重力勢(shì)能減少量可表示為△Ep=$(m-\frac{M}{2})gd$,在誤差允許的范圍內(nèi),若△Ek=△Ep則可認(rèn)為系統(tǒng)的機(jī)械能守恒;
(2)某同學(xué)改變A、B間的距離,作出的v2-d圖象如圖2所示,并測(cè)得M=m,則重力加速度g=9.6m/s2

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

14.如圖1是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn).小圓柱由一根不可伸長(zhǎng)的輕繩拴住,輕繩另一端固定.將輕繩拉至水平后由靜止釋放.在最低點(diǎn)附近放置一組光電門(mén),測(cè)出小圓柱運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的擋光時(shí)間△t,再用游標(biāo)卡尺測(cè)出小圓柱的直徑d,如圖2,重力加速度為g.則

(1)小圓柱的直徑d=1.02cm;
(2)測(cè)出懸點(diǎn)到圓柱重心的距離為l,若等式gl=$\frac{tlshbmc^{2}}{2△{t}^{2}}$成立,說(shuō)明小圓柱下擺過(guò)程機(jī)械能守恒.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

4.在如圖所示的電路中,電源的電動(dòng)勢(shì)E=3.6V,內(nèi)電阻r=0.6Ω,外電路的電阻R=3.0Ω.閉合開(kāi)關(guān)S.求:
(1)通過(guò)電阻R的電流I;
(2)電阻R消耗的電功率P.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

11.如圖所示,R為電阻箱,電壓表為理想電壓表.當(dāng)電阻箱讀數(shù)為R1=2Ω時(shí),電壓表讀數(shù)為U1=4V;當(dāng)電阻箱讀數(shù)為R2=5Ω時(shí),電壓表讀數(shù)為U2=5V.求:
(1)電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r;
(2)當(dāng)電阻箱R讀數(shù)為多少時(shí),電源的輸出功率最大?最大值Pm為多少?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

8.通電直導(dǎo)線沿水平方向放在傾角為θ的光滑斜面上,圖中圓圈表示導(dǎo)線的橫截面,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向豎直向上,磁感應(yīng)強(qiáng)變?yōu)锽,導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度為L(zhǎng).要使導(dǎo)線靜止在斜面上,導(dǎo)線中的電流方向應(yīng)該垂直紙面向外,若導(dǎo)線的質(zhì)量為m,電流強(qiáng)度應(yīng)是$\frac{mgtanθ}{BL}$.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

9.圖示是研究閉合電路的內(nèi)電壓、外電壓和電動(dòng)勢(shì)間關(guān)系裝置:
(1)電壓表V’中電流流向是B→A(填“A→B”或“B→A”);
(2)當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)時(shí),電壓表V和V’的讀數(shù)分別變大和變小(填“變大”,“變小”或“不變”),兩表讀數(shù)數(shù)據(jù)關(guān)系為U+U′=ε.

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