18．為驗證機(jī)械能守恒定律，某同學(xué)做了如下實驗：將一小球用細(xì)繩懸掛于O點，在O點正下方安裝與光電計時器相連的光電門．將小球拉至細(xì)線水平由靜止釋放，小球向下擺動后通過光電門，光電門記錄下了小球通過光電門的時間△t，若測得小球的直徑為d．
（1）小球通過光電門時的速度大小可表示為v=$\fracpphxn9k{△t}$；
（2）要驗證小球在向下擺動過程中機(jī)械能守恒，若測得懸點到小球球心的距離為L，重力加速度用g表示，需要驗證的表達(dá)式是2gL△t2=d2（用△t、d、L、g等物理量表示）；
（3）請寫出一條有利于減少本實驗誤差的措施：選擇質(zhì)量較大且直徑較小的小球．

分析 （1）本實驗采用光電門利用平均速度法求解通過光電門時的速度；
（2）根據(jù)機(jī)械能守恒定律可知，當(dāng)減小的機(jī)械能應(yīng)等于增大的動能；
（3）只有重力做功時，機(jī)械能才守恒，為減小實驗誤差，因此需要減小實驗過程中受到的阻力即可．

解答 解：（1）已知經(jīng)過光電門時的時間小球的直徑；則可以由平均速度表示經(jīng)過光電門時的速度；
故v=$\fracto4idta{△t}$；
（2）若減小的重力勢能等于增加的動能時，可以認(rèn)為機(jī)械能守恒；
則有：mgL=$\frac{1}{2}$mv2；
即：2gL=（$\frac9nboiso{△t}$）2
解得：2gL△t2=d2；
（3）造成本實驗的誤差原因是，實驗過程中，可通過選擇質(zhì)量較大且直徑較小的小球，或讓紙帶豎直下落，從而盡量減小受到的阻力，
故答案為：（1）$\frac49tnqth{△t}$； （2）2gL△t2=d2； （3）選擇質(zhì)量較大且直徑較小的小球．

點評 本題為創(chuàng)新型實驗，要注意通過分析題意明確實驗的基本原理才能正確求解，掌握求解瞬時速度的方法，理解影響實驗誤差的根源．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

8．如圖所示，圓心為M（0，b）的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，在虛線x=b的右側(cè)與虛線y=2b的下側(cè)所圍區(qū)域有水平向右的勻強(qiáng)電場，其他的地方為無場區(qū)，兩條虛線均與圓相切，P、N為切點．在y=4b處放置與y軸垂直的光屏．一質(zhì)量為m、電荷量為e的電子從坐標(biāo)原點O處沿y軸正方向射入磁場，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后從N點離開磁場進(jìn)入電場，經(jīng)過t=$\frac{2m（π+1）}{eB}$時間后最終打在光屏上，電子重力不計．
（1）求電子從坐標(biāo)原點O沿y軸正方向射入磁場的速度v0；
（2）求勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大��；
（3）若大量的電子均以（1）問中速率v0，在xoy平面內(nèi)沿不同方向同時從坐標(biāo)原點O射入，射入方向分布在與y軸正方向成60°范圍內(nèi)，不考慮電子間的相互作用，則電子先后到達(dá)光屏的最大時間差△t；
（4）若只有兩束電子夾角為90°，均以（1）問中的速率v0在xoy平面內(nèi)沿不同方向同時從坐標(biāo)原點O射入（兩束電子的射入方向均不與x軸重合），求光屏上兩光點間的最小距離Smin．

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

9．利用甲圖實驗裝置探究重錘下落過程中重力勢能與動能的轉(zhuǎn)化問題．

（1）圖乙為一條符合實驗要求的紙帶，O點為打點計時器打下的第一點．分別測出若干連續(xù)點M、N、P…與O點之間的距離hn-1、hn、hn+1…．已知打點計時器的打點周期為T，重錘質(zhì)量為m，重力加速度為g，可得重錘下落到N點時的速度大小為$\frac{{h}_{n+1}-{h}_{n-1}}{2T}$．
（2）取打下O點時重錘的重力勢能為零，計算出該重錘下落不同高度h時所對應(yīng)的動能Ek和重力勢能Ep建立坐標(biāo)系．橫軸表示h，縱軸表示Ek和Ep，根據(jù)以上數(shù)據(jù)在圖丙中繪出重力勢能Ep隨高度h變化的圖線Ⅰ和動能Ek隨高度h變化的圖線Ⅱ．已求得圖線Ⅰ斜率的絕對值k1和圖線Ⅱ的斜率k2，k1表示mg，物塊下落過程中所受阻力為k1-k2（用k1和k2表示）．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

6．目前我國正在研制“螢火二號”某星球探測器，假設(shè)其發(fā)射過程為：先讓運(yùn)載火箭將其送入太空，以第一宇宙速度環(huán)繞地球飛行，再調(diào)整速度進(jìn)入地球和該星球的轉(zhuǎn)移軌道，最后再一次調(diào)整速度以線速度v在該星球表面附近環(huán)繞飛行，若認(rèn)為地球和該星球都是質(zhì)量分布均勻的球體，已知地球和該星球的半徑之比為2：1，密度之比為7：5，則v大約為（　�。�
A．6.9 km/sB．3.3 km/sC．4.7 km/sD．18.9 km/s

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

13．開心麻花閉隊在2014年春晚中表演的創(chuàng)意形體秀《魔幻三兄弟》給觀眾留下了很深的印象，如圖甲所示，該劇采用了”斜躺“的表演方式，三位演員躺在傾角為30°的斜面上完成一系列動作，攝像機(jī)垂直于斜面拍攝，讓觀眾產(chǎn)生演員在豎直墻面前表演的錯覺．演員甲被演員乙和演員丙“豎直向上”拋出，方向如圖乙所示，該過程中觀眾看到演員甲上升的“高度”為1.25m．已知演員甲的質(zhì)量m=50kg，他與斜面的動摩擦因數(shù)μ=tan30°，重力加速度g=10m/s2，不計空氣阻力．則該過程中，下列說法正確的是（　�。�
A．演員甲被拋出的初速度為$\frac{5}{2}\sqrt{2}$m/sB．演員甲上升的時間為$\frac{\sqrt{2}}{2}$s
C．演員甲的重力勢能增加了625JD．演員乙和演員丙對甲做的功為625J

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

3．有一儀器中電路如圖所示，其中M是質(zhì)量較大的金屬塊，將儀器固定在一輛汽車上，汽車啟動時和急剎車時，發(fā)現(xiàn)其中一盞燈亮了，試分析是哪一盞燈亮了．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

10．一種冷暖兩用型空調(diào)，銘牌標(biāo)注：輸入功率1kW，制冷能力為1.2×104 kJ/h，制熱能力為1.3×104 kJ/h．這樣，該空調(diào)在制熱時，每消耗1J電能，將放出3J的熱量，是指標(biāo)錯誤嗎？答：否；
能量守恒嗎？答：守恒．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

7．女航天員王亞平在“天宮一號”目標(biāo)飛行器里通過一個實驗成功展示了失重狀態(tài)下液滴的表面張力引起的效應(yīng)．在視頻中可觀察到漂浮的液滴處于相互垂直的兩個橢球之間不斷變化的周期性“脈動”中．假設(shè)液滴處于完全失重狀態(tài)，液滴的上述“脈動”可視為液滴形狀的周期性微小變化（振動），如圖所示．已知液滴振動的頻率表達(dá)式為f=krxρ${\;}^{-\frac{1}{2}}$σ${\;}^{\frac{1}{2}}$，其中k為一個無單位的比例系數(shù)，r為液滴半徑，ρ為液體密度，σ為液體表面張力系數(shù)（其單位為N/m），x是待定常數(shù)．對于待定常數(shù)x的大小，下列說法中可能正確的是（　�。�
A．$\frac{3}{2}$B．-$\frac{3}{2}$C．2D．-3

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

9．如圖所示，兩根完全相同的光滑金屬導(dǎo)軌OP、OQ固定在水平桌面上，導(dǎo)軌間的夾角為θ=74°．導(dǎo)軌所在空間有垂直于桌面向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0=0.2T．t=0時刻，一長為L=1m的金屬桿MN在外力作用下以恒定速度v=0.2m/s從O點開始向右滑動．在滑動過程中金屬桿MN與導(dǎo)軌接觸良好，且始終垂直于兩導(dǎo)軌夾角的平分線，金屬桿的中點始終在兩導(dǎo)軌夾角的平分線上．導(dǎo)軌與金屬桿單位長度（1m）的電阻均為r0=0.1Ω．sin 37°=0.6．
（1）求t1=2s時刻，金屬桿中的感應(yīng)電動勢E和此時閉合回路的總長度．
（2）求t1=2s時刻，閉合回路中的感應(yīng)電流I．
（3）若在t1=2s時刻撤去外力，為保持金屬桿繼續(xù)以v=0.2m/s做勻速運(yùn)動，在金屬桿脫離導(dǎo)軌前可采取將B從B0逐漸減小的方法，從撤去外力開始計時的時間為t2，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)隨時間t2怎樣變化（寫出B與t2的關(guān)系式）．

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同步練習(xí)冊答案