15.某同學(xué)利用重物自由下落來“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示.
(1)請指出實(shí)驗(yàn)裝置中存在的明顯錯(cuò)誤:打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不能接“直流電源”.
(2)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),為保證重物下落時(shí)初速度為零,應(yīng)A(選填“A”或“B”).
A.先接通電源,再釋放紙帶
B.先釋放紙帶,再接通電源
(3)根據(jù)打出的紙帶,選取紙帶上連續(xù)打出的1、2、3、4四個(gè)點(diǎn)如圖乙所示.已測出點(diǎn)1、2、3、4到打出的第一個(gè)點(diǎn)O的距離分別為h1、h2、h3、h4,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T.若代入所測數(shù)據(jù)能滿足表達(dá)式gh3=$\frac{({h}_{4}-{h}_{2})^{2}}{8{T}^{2}}$,則可驗(yàn)證重物下落過程機(jī)械能守恒(用題目中已測出的物理量表示).

分析 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)使用交流電源,重物釋放時(shí)應(yīng)緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.
先接通電源后,釋放紙帶,確保重鍾下落時(shí)初速度為零.
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3點(diǎn)的速度,再由減小的重力勢能轉(zhuǎn)化動(dòng)能來驗(yàn)證是否守恒.

解答 解:(1)從圖甲中的實(shí)驗(yàn)裝置中發(fā)現(xiàn),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在了“直流電源”上,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電源是“低壓交流電源”.因此,明顯的錯(cuò)誤是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不能接在“直流電源”上.
(2)為了使紙帶上打下的第1個(gè)點(diǎn)是速度為零的初始點(diǎn),應(yīng)該先接通電源,讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后,再釋放紙帶.若先釋放紙帶,再接通電源,當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí),紙帶已經(jīng)下落,打下的第1個(gè)點(diǎn)的速度不為零.因此,為保證重物下落的初速度為零,應(yīng)先接通電源,再釋放紙帶.
(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理,只要驗(yàn)證ghn=$\frac{1}{2}$v2n即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.因此需求解v3.根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律關(guān)系式可得,v3=$\frac{{h}_{4}-{h}_{2}}{2T}$,則有$\frac{1}{2}$v23=$\frac{({h}_{4}-{h}_{2})^{2}}{8{T}^{2}}$,故只要在誤差允許的范圍內(nèi)驗(yàn)證gh3=$\frac{({h}_{4}-{h}_{2})^{2}}{8{T}^{2}}$成立,就可驗(yàn)證重物下落過程中機(jī)械能守恒.
故答案為:(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不能接“直流電源”(或打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接“交流電源”);(2)A;(3)$\frac{({h}_{4}-{h}_{2})^{2}}{8{T}^{2}}$

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵知道該實(shí)驗(yàn)的原理以及注意事項(xiàng),掌握求解瞬時(shí)速度的方法.注意掌握實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng),明確若先釋放紙帶后接通電源時(shí)紙帶的初速度不為零,則不能取開始打點(diǎn)的來驗(yàn)證,同時(shí)打點(diǎn)也不穩(wěn)定,誤差較大.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

6.在物理學(xué)發(fā)展過程中,觀測、實(shí)驗(yàn)、假說和邏輯推理等方法都起到了重要作用.下列敘述中不正確的是(  )
A.奧斯特在實(shí)驗(yàn)中觀察到電流的磁效應(yīng),該效應(yīng)揭示了電和磁之間存在聯(lián)系
B.安培根據(jù)通電螺線管的磁場和條形磁鐵的磁場的相似性,提出了分子電流假說
C.法拉第在實(shí)驗(yàn)中觀察到,在通有恒定電流的靜止導(dǎo)線附近的固定導(dǎo)線圈中,會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流,從而發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象
D.楞次在分析了許多實(shí)驗(yàn)事實(shí)后提出,感應(yīng)電流應(yīng)具有這樣的方向,即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

7.在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中,除有一標(biāo)有“6V,1.5W”的小燈泡、導(dǎo)線和開關(guān)外,還有:
A.直流電源6V(內(nèi)阻不計(jì))
B.電流表0~300mA(內(nèi)阻5Ω)
C.電流表(量程0.6A,內(nèi)阻300Ω)
D.電壓表(量程3V,內(nèi)阻30kΩ)    
E.電壓表0~10V(內(nèi)阻15kΩ)
F.滑動(dòng)變阻器(10Ω,2A) 
G.滑動(dòng)變阻器(1kΩ,1A)
實(shí)驗(yàn)要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化并能進(jìn)行多次測量.且盡可能減小實(shí)驗(yàn)誤差.
(1)電流表應(yīng)選B,電壓表應(yīng)選E,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選F.(填電表之前的字母即可)
(2)若該同學(xué)已正確選用器材,并連接好部分實(shí)驗(yàn)電路,如圖甲,請?jiān)趫D甲中完成其余的電路連接.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

3.如圖所示,A、B、C為勻強(qiáng)電場中的三個(gè)點(diǎn),已知∠CAB=60°,AB=2AC=2cm,φA=0V、φB=-8V,將一帶電量為q=3×10-5C的正電荷從A點(diǎn)移到C點(diǎn),電場力做功6×10-5J,則下列說法正確的是(  )
A.C點(diǎn)電勢為2V
B.電場強(qiáng)度E沿AB方向由A→B,大小為400N/C
C.該正電荷在B點(diǎn)具有的電勢能為2.4×10-4J
D.將該正電荷從C點(diǎn)移到B點(diǎn),電勢能增加了1.8×10-4J

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

10.如圖所示,一根不可伸長的輕繩穿過輕滑輪,兩端系在高度相等的A、B兩點(diǎn),滑輪下掛一物體,不計(jì)滑輪的重力及與輕繩之間的摩擦.保持A固定不動(dòng),讓B緩慢向右移動(dòng),則下列說法正確的是( 。
A.隨著B向右緩慢移動(dòng),繩子的張力增大
B.隨著B向右緩慢移動(dòng),繩子的張力不變
C.隨著B向右緩慢移動(dòng),滑輪受繩AB的合力變大
D.隨著B向右緩慢移動(dòng),滑輪受繩AB的合力不變

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

20.評述題
如圖所示,水流在管截面為S的水管中以速率v斜向沖入水槽AB中.水槽AB水平放置,且兩端口A和B均敞開.水管與水槽成θ角.設(shè)水流沖入水槽時(shí),不存在濺出槽外的現(xiàn)象.求水在槽口呈穩(wěn)定排放時(shí),水槽兩端A和B排出水的質(zhì)量之比.
以下是某同學(xué)的解題思路與解題過程:
(1)解題思路
①設(shè)時(shí)間t內(nèi)從水管中流出水的質(zhì)量為M,則M=ρV=ρSvt,
②又設(shè)在時(shí)間t內(nèi)由槽口A流出水的質(zhì)量為MA,槽口B流出水的質(zhì)量為MB,當(dāng)水垂直沖入水槽時(shí),MA=MB=$\frac{M}{2}$,
③本題水管中水流可等價(jià)地分成水平流向和垂直流向,水的流速v可以分解成水平和垂直兩個(gè)水流分速,水平水流速v1=vcosθ,垂直水流速v2=vsinθ,因此水管中水平方向流出水量為ρSvtcosθ,垂直方向流出水量為ρSvtsinθ.
(2)解題過程:基于以上分析,該同學(xué)題解如下:
設(shè)時(shí)間t內(nèi)從水管中流出水的質(zhì)量為M=ρSvt,可等效分成垂直水流量ρSvtsinθ和水平水流量ρSvtcosθ.
因此,槽A端水流出量MA=ρSvtcosθ+$\frac{1}{2}$ρSvtsinθ=ρSvt(cosθ+$\frac{1}{2}$sinθ),槽B端水流出量MB=$\frac{1}{2}$ρSvtsinθ.
穩(wěn)定排放時(shí),水槽A、B兩端水排出量之比$\frac{{M}_{A}}{{M}_{B}}$=ρSvt(cosθ+$\frac{1}{2}$sinθ):$\frac{1}{2}$ρSvtsinθ=1+2cotθ.
檢驗(yàn):當(dāng)θ→0時(shí),$\frac{{M}_{A}}{{M}_{B}}$→∞,全部由A槽口流出,θ=$\frac{π}{2}$時(shí),$\frac{{M}_{A}}{{M}_{B}}$=1,水槽A、B兩端水等量地分別流出.均符合問題情景.故題解$\frac{{M}_{A}}{{M}_{B}}$=1+2cotθ正確.
針對上述解題思路與題解,請你進(jìn)行評述:
該同學(xué)的題解是否正確?若不正確,請分析原因,并給出你的題解過程和結(jié)論.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

7.下列物體受力分析中正確的是( 。
A.
對桿受力分析
B.
物體隨皮帶勻速向右運(yùn)動(dòng)
C.
圖中A、B相對靜止且勻速向右運(yùn)動(dòng),對B分析
D.
對A分析

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

4.質(zhì)量為m1的物體放在A地,用豎直向上的力F拉物體,物體的加速度a與拉力F的關(guān)系如圖中的①所示;質(zhì)量為m2的物體在B地做類似實(shí)驗(yàn),測得a-F關(guān)系如圖中的②所示,設(shè)兩地重力加速度分別為g1和g2由圖可判定( 。
A.m1>m2,g1=g2B.m1<m2,g1=g2C.m1=m2,g1>g2D.m1=m2,g1<g2

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

5.請讀出以下數(shù)據(jù):

(1)如圖1數(shù)據(jù)為2.15V;
(2)如圖2數(shù)據(jù)為0.16A;
(3)如圖3數(shù)據(jù)為40.40mm.

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