【題目】某實驗小組用落體法驗證機械能守恒定律,實驗裝置如圖甲所示.實驗中測出重物自由下落的高度h及對應的瞬時速度v,計算出重物減少的重力勢能mgh和增加的動能mv2,然后進行比較,如果兩者相等或近似相等,即可驗證重物自由下落過程中機械能守恒.請根據(jù)實驗原理和步驟完成下列問題:

(1)關(guān)于上述實驗,下列說法中正確的是________.

A.重物最好選擇密度較小的木塊

B.重物的質(zhì)量可以不測量

C.實驗中應先接通電源,后釋放紙帶

D.可以利用公式v來求解瞬時速度

(2)如圖乙是該實驗小組打出的一條點跡清晰的紙帶,紙帶上的O點是起始點,選取紙帶上連續(xù)的點A、B、C、D、E、F作為計數(shù)點,并測出各計數(shù)點到O點的距離依次為27.94 cm、32.78 cm、38.02 cm、43.65 cm、49.66 cm、56.07 cm.已知打點計時器所用的電源是50 Hz的交流電,重物的質(zhì)量為0.5 kg,則從計時器打下點O到打下點D的過程中,重物減小的重力勢能ΔEp________ J;重物增加的動能ΔEk________ J,兩者不完全相等的原因可能是________________.(重力加速度g9.8 m/s2,計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

(3)實驗小組的同學又正確計算出圖乙中打下計數(shù)點A、BC、D、E、F各點的瞬時速度v,以各計數(shù)點到A點的距離h為橫軸,v2為縱軸作出圖象,如圖丙所示,根據(jù)作出的圖線,能粗略驗證自由下落的物體機械能守恒的依據(jù)是______________________________________________.

【答案】 BC 2.14 2.12 重物下落過程中受到阻力作用 圖象的斜率等于19.52,約為重力加速度g的兩倍,故能驗證

【解析】(1)A、重物最好選擇密度較大的鐵塊,受到的阻力較小,故A錯誤;
B、本題是以自由落體運動為例來驗證機械能守恒定律,需要驗證的方程是,因為我們是比較、的大小關(guān)系,故m可約去比較,不需要用天平測量重物的質(zhì)量操作時應先接通電源,再釋放紙帶,故B正確.
C、釋放紙帶前,重物應靠近打點計時器.必須保證計時器的兩限位孔在同一豎直線上,然后先接通電源,后釋放紙帶,C正確
D、不能利用公式來求解瞬時速度,否則體現(xiàn)不了實驗驗證,卻變成了理論推導,故D錯誤。

(2)重力勢能減小量
利用勻變速直線運動的推論

動能增加量
由于存在阻力作用,所以減小的重力勢能大于動能的增加了;
(3)根據(jù)表達式,則有:
若圖象的斜率為重力加速度的2倍時,即可驗證機械能守恒,
而圖象的斜率
因此能粗略驗證自由下落的物體機械能守恒。

練習冊系列答案
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【題目】(1)讀出下列儀器的讀數(shù)

_________mm __________A(3A量程) _________________cm

(2)如圖所示為多用電表的刻度盤.若選用倍率為“×100”的電阻擋測電阻時,表針指示如圖所示,則:

所測電阻的阻值為________ Ω;如果要用此多用電表測量一個阻值約為2.0×104 Ω的電阻,為了使測量結(jié)果比較精確,應選用的歐姆擋是________(選填“×10”、“×100”“×1 k”).

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【題目】回旋加速器的核心部分是真空室中的兩個相距很近的D形金屬盒,把它們放在勻強磁場中,磁場方向垂直于盒面向下.連接好高頻交流電源后,兩盒間的窄縫中能形成勻強電場,帶電粒子在磁場中做圓周運動,每次通過兩盒間的窄縫時都能被加速,直到達到最大圓周半徑時通過特殊裝置引出,如果用同一回旋加速器分別加速氚核()和粒子() ,比較它們所需的高頻交流電源的周期和引出時的最大動能,下列說法正確的是

A. 加速氚核的交流電源的周期較大,氚核獲得的最大動能較大

B. 加速氚核的交流電源的周期較小,氚核獲得的最大動能較大

C. 加速氚核的交流電源的周期較大,氚核獲得的最大動能較小

D. 加速氚核的交流電源的周期較小,氚核獲得的最大動能較小

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【題目】如圖甲所示,一帶電物塊無初速度地放在傳送帶的底端,傳送帶以恒定的速率順時針傳動,該裝置處于垂直紙面向里的勻強磁場中,物塊由底端E運動至傳送帶頂端F的過程中,其v﹣t圖象如圖乙所示,若物塊全程運動的時間為4.5s,則下列判斷正確的是(   )

A. 該物塊帶負電

B. 傳送帶的傳送速度大小可能大于1m/s

C. 若已知傳送帶的長度,可求出該過程中物塊與傳送帶發(fā)生的相對位移

D. 2~4.5s內(nèi),物塊與傳送帶間仍可能有相對運動

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【題目】在做測量電源電動勢E和內(nèi)阻r的實驗時,提供的器材是:待測電源一個,內(nèi)阻為RV的電壓表一個(量程略大于電源的電動勢),電阻箱一個,開關(guān)一個,導線若干。為了測量得更加準確,多次改變電阻箱的電阻R,讀出電壓表的相應示數(shù)U,以為縱坐標,R為橫坐標,畫出R的關(guān)系圖象,如圖所示。由圖象可得到直線在縱軸上的截距為m,直線的斜率為k,試根據(jù)以上信息

(1)在虛線框內(nèi)畫出實驗電路圖_________

(2)寫出E、r的表達式,E= ___________ ;r=_______________

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【題目】如圖所示,真空中一平面直角坐標系xOy內(nèi),存在著兩個邊長為L的正方形勻強電場區(qū)域I、II和兩個直徑為L的圓形勻強磁場區(qū)域III,IV.電場的場強大小均為E,區(qū)域I場強方向沿x軸正方向,其下邊界在x軸上,右邊界剛好與區(qū)域III的邊界相切;區(qū)域II的場強方向沿y軸正方向,其上邊界在x軸上,左邊界剛好與區(qū)域僅的邊界相切.磁場的磁感應強度大小均為 ,區(qū)域III的圓心坐標為(0,)、磁場方向垂直于xOy平面向外;區(qū)域IV的圓心坐標為(0,-),磁場方向垂直于xOy平面向里.兩個質(zhì)量均為m、電荷量均q的帶正電粒子M、N,在外力約束下靜止在坐標分別為(,)、(,)的兩點.Y軸的正半軸(坐標原點除外)放置一塊足夠長的感光板,板面垂直于xOy平面.將粒子M、N由靜止釋放,它們最終打在感光板上并立即被吸收.計粒子的重力.:

(1)粒子離開電場I時的速度大小.

(2)粒子M擊中感光板的位置坐標.

(3)粒子N在磁場中運動的時間.

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A. 下滑過程中甲球減少的機械能總等于乙球增加的機械能

B. 下滑過程中甲球減少的重力勢能總等于乙球增加的重力勢能

C. 桿從左向右滑時,甲球無法下滑到凹槽的最低點

D. 桿從右向左滑回時,乙球一定能回到凹槽的最低點

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【題目】如圖是一汽車在平直路面上啟動的速度-時間圖象,在0 ~ t1段圖像是直線段,t1時刻起汽車的功率保持不變。已知路面阻力不變,則由圖象可知(

A. 0 ~ t1時間內(nèi),汽車牽引力增大,加速度增大,功率不變

B. 0 ~ t1時間內(nèi),汽車牽引力不變,加速度不變,功率增大

C. t1 ~ t2時間內(nèi),汽車牽引力增大,加速度增大

D. t1 ~ t2時間內(nèi),汽車牽引力不變,加速度不變

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【題目】如圖所示,真空中ab、cd四點共線且ab=b=cda點和d點分別固定有等量的異種點電荷,則下列說法正確的是

A. bc兩點的電場強度大小相等,方向相反

B. bc兩點的電場強度大小不相等,但方向相同

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D. 把正點電荷從b點沿直線移到c點,電場力對其先做正功后做負功

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