12.用如圖實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒.m2從高處由靜止開始下落,m1上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn),對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量,即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.圖2給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶:0是打下的第一個(gè)點(diǎn),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),計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖2所示.已知m1=50g、m2=150g,則(g取10m/s2,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(1)在紙帶上打下記數(shù)點(diǎn)5時(shí)的速度v=2.4m/s;
(2)在打點(diǎn)0~5過程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量△EK=0.58J,系統(tǒng)勢(shì)能的減少量△EP=0.59J;
(3)若某同學(xué)作出$\frac{1}{2}$v2-h圖象如圖3,則當(dāng)?shù)氐膶?shí)際重力加速度g=9.7m/s2

分析 (1)根據(jù)在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小等于該過程中的平均速度,可以求出打下記數(shù)點(diǎn)5時(shí)的速度大小;
(2)根據(jù)物體的初末動(dòng)能大小可以求出動(dòng)能的增加量,根據(jù)物體重力做功和重力勢(shì)能之間的關(guān)系可以求出系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量,比較動(dòng)能增加量和重力勢(shì)能減小量之間的關(guān)系可以得出機(jī)械能是否守恒;
(3)根據(jù)圖象的物理意義可知,圖象的斜率大小等于物體的重力加速度大小.

解答 解:(1)根據(jù)在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小等于該過程中的平均速度,可知打第5個(gè)點(diǎn)時(shí)的速度為:
v5=$\frac{{x}_{46}}{2T}=\frac{0.216+0.264}{0.2}$=2.4m/s
(2)物體的初速度為零,所以動(dòng)能的增加量為:△Ek=$\frac{1}{2}m{{v}_{5}}^{2}$-0=0.58J;
重力勢(shì)能的減小量等于物體重力做功,故:△EP=W=mgh=0.59J;
(3)本題中根據(jù)機(jī)械能守恒可知,mgh=$\frac{1}{2}$mv2
即有:$\frac{1}{2}$v2=gh,所以$\frac{1}{2}$v2-h圖象中圖象的斜率表示重力加速度,
由圖可知,斜率k=9.7,故當(dāng)?shù)氐膶?shí)際重力加速度g=9.7m/s2
故答案為:(1)2.4; (2)0.58,0.59; (3)9.7.

點(diǎn)評(píng) 本題全面的考查了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律中的數(shù)據(jù)處理問題,要熟練掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律以及功能關(guān)系,增強(qiáng)數(shù)據(jù)處理能力.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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4.一小球沿光滑斜面以初速度5m/s開始勻加速滾下,斜面足夠長(zhǎng),已知小球運(yùn)動(dòng)100m時(shí)速度變?yōu)?5m/s,求:
(1)小球運(yùn)動(dòng)的加速度大小為多少?
(2)小球在第3s內(nèi)的位移大小是多少?

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3.下列所給的s-t與V-t圖象中能反映做直線運(yùn)動(dòng)的物體在2s末回到初位置的是( 。
A.B.C.D.

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20.有兩個(gè)物體A、B,從同一地點(diǎn)沿同一方向運(yùn)動(dòng),以A、B的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较,它們的v-t圖象如圖所示,由圖可知( 。
A.物體A和B均做勻變速直線運(yùn)動(dòng)B.A、B兩物體的加速度方向相反
C.在0-3s內(nèi),物體B發(fā)生的位移為15mD.在t=3s時(shí),物體A追上物體B

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

7.如圖所示,一電子束自下而上以速度v垂直進(jìn)入某一場(chǎng)區(qū)ABCD,場(chǎng)區(qū)存在一水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)或勻強(qiáng)磁場(chǎng),下列判斷正確的是( 。
A.若是勻強(qiáng)電場(chǎng),則電子的動(dòng)能一定增加
B.若是勻強(qiáng)磁場(chǎng),則電子束的運(yùn)動(dòng)軌跡平面與紙面平行
C.若是勻強(qiáng)電場(chǎng),電子束可能從AB邊射出
D.電子束不可能沿直線穿過該區(qū)域

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

17.如圖所示,MN表示真空室中垂直于紙面放置的感光板,它的上側(cè)有勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,一個(gè)電荷量為q的帶電粒子從感光板上的狹縫O處以垂直于感光板的初速度v射入磁場(chǎng)區(qū)域,最后到達(dá)感光板上的P點(diǎn).經(jīng)測(cè)量P、O間的距離為l,不計(jì)帶電粒子受到的重力.求:
(1)帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑大小
(2)帶電粒子的質(zhì)量大小
(3)帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

4.甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)間的萬有引力大小為F,若甲物體的質(zhì)量不變,乙物體的質(zhì)量增加到原來的2倍,同時(shí)它們之間的距離減為原來的$\frac{1}{2}$,則甲、乙物體的萬有引力大小將變?yōu)椋ā 。?table class="qanwser">A.$\frac{F}{8}$B.4FC.8FD.12F

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

1.a、b兩物體在同一地點(diǎn)沿同一條直線運(yùn)動(dòng),其速度-時(shí)間圖象如圖所示,圖線b是一條拋物線,則下列判斷正確的是( 。
A.物體a在t1時(shí)刻改變運(yùn)動(dòng)方向
B.兩物體在t2時(shí)刻相遇
C.物體b做加速增大的加速直線運(yùn)動(dòng)
D.0~t2內(nèi),物體a一直在物體b前面,t2時(shí)刻兩者相距最遠(yuǎn)

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

2.在做“利用單擺測(cè)重力加速度”實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)先測(cè)得擺線長(zhǎng)為89.2cm,擺球直徑2.065cm,然后用秒表記錄了單擺振動(dòng)30次全振動(dòng)所用的時(shí)間如圖1所示,則

(1)該單擺的擺長(zhǎng)為90.2cm(保留三位有效數(shù)字),秒表的示讀數(shù)為57.4s.
(2)為了提高實(shí)驗(yàn)精度,在實(shí)驗(yàn)中可改變幾次擺長(zhǎng)l,測(cè)出相應(yīng)的周期T,從而得出一組對(duì)應(yīng)的l與T的數(shù)值,T2=$\frac{4{π}^{2}}{g}l$(用字母表示),再以l為橫坐標(biāo),T2為縱坐標(biāo),將所得數(shù)據(jù)連成直線如圖2所示,則測(cè)得的重力加速度g=9.86m/s2(保留3位有效數(shù)字)

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