15．為“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置示意圖．在實驗中，已知電磁打點計時器工作周期T=0.02s，自由下落的重錘質(zhì)量m=2kg，如圖（b）所示為某同學實驗后選出的一條理想的紙帶，O點是打出的第一個點，A、B、C是在紙帶上取出的三個計數(shù)點，AB、BC間各有一個點未畫出．經(jīng)測得A、B、C三點到O點的距離分別為：S1=12.9cm，S2=20.6cm，S3=28.9cm，g=9.80m/s2，完成以下問題：（結果保留3位有效數(shù)字）

（1）根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應取圖中O點和B點來驗證機械能守恒定律；
（2）從O點到所取點，重物重力勢能減少量△EP=4.04J，動能增加量△EK=4.00J．

分析 根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量，根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點的速度，從而得出動能的增加量．

解答 解：（1）根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應取圖中O點和B點來驗證機械能守恒定律．
（2）從O點到B點，重力勢能的減小量為：△Ep=mgs2=2×9.8×0.206J≈4.04J．
28.9cm=0.289m，12.9cm=0.129m，
B點的瞬時速度為：${v}_{B}=\frac{{s}_{3}-{s}_{1}}{2×（2T）}=\frac{0.289-0.129}{0.08}$m/s=2.0m/s
動能的增加量為：$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}$=$\frac{1}{2}×2×4.00J=4.00J$．
故答案為：（1）B；（2）4.04，4.00．

點評 解決本題的關鍵掌握紙帶的處理方法，會根據(jù)紙帶求解瞬時速度，從而得出動能的增加量，會根據(jù)下降的高度求解重力勢能的減小量．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

20．某物體作勻變速直線運動的位移公式可以表示為x=4t+4t2（m），則該物體運動地初速度及加速度的大小分別是（　�。�
A．4m/s，4m/s2B．8m/s，8m/s2C．8m/s，4m/s2D．4m/s，8m/s2

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

6．如圖1所示，一根電阻為R=4Ω的導線繞成的半徑為d=2 m的圓，在圓內(nèi)部分區(qū)域存在變化的勻強磁場，中間s形虛線是兩個直徑為d的半圓，磁場隨時間變化如圖2所示（磁場垂直于紙面向外為正，電流逆時針方向為正），
關于圓環(huán)中的電流一時間圖象，以下四圖中正確的是（　�。�
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

3．某同學用實驗的方法探究影響單擺周期的因素． 
（1）他組裝單擺是在擺線上端的懸點處，用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線，再用鐵架臺的鐵夾將橡皮夾緊，如圖1所示，這樣做的目的是AC（多選，填字母代號）
A．保證擺動過程中擺長不變     B．可使周期測量得更加準確
C．需要改變擺長時便于調(diào)節(jié)     D．保證擺球在同一豎直平面內(nèi)擺動
（2）他組裝好單擺后在擺球自然懸垂的情況下，用毫米刻度尺從懸點量到擺球的最低端的長度L=0.9990m，再用游標卡尺測量擺球直徑，結果如圖2所示，則擺球的直徑為12.0mm，單擺擺長為0.9930m．

（3）下列如圖3振動圖象真實地描述了對擺長約為1m的單擺進行周期測量的四種操作過程，圖中橫坐標原點表示計時開始，A、B、C均為30次全振動的圖象，已知sin5°=0.087，sin15°=0.26，這四種操作過程合乎實驗要求且誤差最小的是A（填字母代號）

（4）某同學用該實驗裝置測當?shù)刂亓铀俣�，若他測得的g值偏大，可能的原因是A
A．測擺線長時擺線拉得過緊   
B．擺線上端未牢固地系于懸點，振動中出現(xiàn)松動，使擺線長度增加了
C．開始計時時，秒表過遲按下  
D．實驗中誤將50次全振動數(shù)為49次．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

10．如圖甲，固定在光滑水平面上的正三角形金屬線框，匝數(shù)n=20，總電阻R=2.5Ω，邊長L=0.3m，處在兩個半徑均為r=$\frac{L}{3}$的圓形勻強磁場區(qū)域中．線框頂點與右側圓中心重合，線框底邊中點與左側圓中心重合．磁感應強度B1垂直水平面向外，大小不變；B2垂直水平面向里，大小隨時間變化，B1、B2的值如圖乙所示．（π取3）（　　）
A．t=0時刻穿過線框的磁通量為0.1Wb
B．通過線框中感應電流方向為逆時針方向
C．在t=0.6s內(nèi)通過線框中的電量為0.12C
D．經(jīng)過t=0.6s線框中產(chǎn)生的熱量為0.08J

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

20．在“驗證質(zhì)量守恒定律”的實驗中，準備了以下實驗器材：鐵架臺、打點計時器、復寫紙片、紙帶、交流電源、重錘、秒表、刻度尺，其中不必要的器材是秒表．若實驗中打點時間間隔為0.02s，打出的紙帶如圖所示，O、A、B、C、D為相鄰的幾點．測得OA=0.78cm、OB=1.92cm、OC=3.42cm、OD=5.28cm，則打B點時重物的速度為vB=0.66m/s．
     實驗中，由于紙帶和重物下落時受到阻力，則比較下落時物體減小的重力勢能△Ep和增加的動能△E1，應有△E1＜△Ep（填“＞”、“＜”或“=”）

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

7．甲圖中所示為理想變壓器，其原、副線圈的匝數(shù)比為5：1，R1=5Ω，R2=10Ω，C為電容器，乙圖為通過R2的正弦式交流電圖象，以下判斷正確的是（　�。�
A．原線圈交流電的頻率為50HzB．原線圈輸入電壓的有效值為50V
C．電阻R1消耗的電功率為10WD．通過R3的電流始終為零

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

4．在探究靜摩擦力變化的規(guī)律及滑動摩擦力變化的規(guī)律的實驗中，特設計了如圖甲所示的演示裝置，力傳感器與計算機連接，可獲得力隨時間變化的規(guī)律，將力傳感器固定在光滑水平桌面上，測力端通過細繩與一滑塊相連（調(diào)節(jié)傳感器高度可使細繩水平），滑塊放在較長的小車上，小車一端連接一根輕繩并跨過光滑的輕定滑輪系一只空沙桶（調(diào)節(jié)滑輪可使桌面上部細繩水平），整個裝置處于靜止狀態(tài)．實驗開始時打開傳感器同時緩慢向沙桶里倒入沙子，小車一旦運動起來，立即停止倒沙子，若力傳感器采集的圖象如圖乙，則結合該圖象，下列說法不正確的是（　�。�
A．可求出空沙桶的重力
B．可求出滑塊與小車之間的滑動摩擦力的大小
C．可求出滑塊與小車之間的最大靜摩擦力的大小
D．可判斷第50秒后小車做勻速直線運動（滑塊仍在車上）

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

5．在用如圖甲所示的裝置“驗證牛頓第二定律”的實驗中，保持小車質(zhì)量一定時，驗證小車加速度a與合力F的關系．

①除了電火花計時器、小車、砝碼、砝碼盤、細線、附有定滑輪的長木板、墊木、導線及開關外，在下列器材中必須使用的有ACE（選填選項前的字母）．
A．220V、50Hz的交流電源
B．電壓可調(diào)的直流電源
C．刻度尺
D．秒表
E．天平（附砝碼）
②為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力，以下操作正確的是AC．
A．調(diào)整長木板上滑輪的高度使細線與長木板平行
B．在調(diào)整長木板的傾斜度平衡摩擦力時，應當將砝碼和砝碼盤通過細線掛在小車上
C．在調(diào)整長木板的傾斜度平衡摩擦力時，應當將穿過打點計時器的紙帶連在小車上
③某同學得到了圖乙所示的一條紙帶，由此得到小車加速度的大小a=1.15m/s2（保留三位有效數(shù)字）．
④在本實驗中認為細線的拉力F等于砝碼和砝碼盤的總重力mg，已知三位同學利用實
驗數(shù)據(jù)做出的a-F圖象如圖丙中的1、2、3所示．下列分析正確的是B（選填選項前的字母）．
A．出現(xiàn)圖線1的原因可能是沒有平衡摩擦力
B．出現(xiàn)圖線2的原因可能是砝碼和砝碼盤的質(zhì)量不合適
C．出現(xiàn)圖線3的原因可能是在平衡摩擦力時長木板的傾斜度過大
⑤在本實驗中認為細線的拉力F等于砝碼和砝碼盤的總重力mg，由此造成的誤差是系統(tǒng)誤差（選填“系統(tǒng)誤差”或“偶然誤差”）．設拉力的真實值為F真，小車的質(zhì)量為M，為了使$\frac{{mg-{F_真}}}{F_真}$＜5%，應當滿足的條件是$\frac{m}{M}$＜5%．

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