10.在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz,實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖.第一個(gè)點(diǎn)O是起始點(diǎn),A、B、C連續(xù)打下的三個(gè)點(diǎn).經(jīng)測量知道A、B、C點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為9.51cm、12.42cm、15.7cm.
(1)這三個(gè)數(shù)據(jù)不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是15.7,應(yīng)記作15.70cm.
(2)用OB段的運(yùn)動來驗(yàn)證機(jī)械能守恒,已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2,他用AC段的平均速度作為跟B對應(yīng)的物體的即時(shí)速度,則該段重力勢能的減少量為1.22mJ,而動能的增加量為1.20mJ,(均保留3位有效數(shù)字,重錘質(zhì)量用m表示).這樣驗(yàn)證的系統(tǒng)誤差總是使重力勢能的減少量>(<=>)動能的增加量,主要原因是因?yàn)橛心Σ辽鸁,減少的重力勢能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.
(3)另一位同學(xué)根據(jù)同一條紙帶,同一組數(shù)據(jù),也用重錘在OB段的運(yùn)動來驗(yàn)證機(jī)械能守恒,不過他數(shù)了一下,從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)0數(shù)起,圖中的B是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第9個(gè)點(diǎn).因此他用vB=gt計(jì)算B點(diǎn)對應(yīng)的物體的即時(shí)速度,這樣驗(yàn)證時(shí)系統(tǒng)誤差總是使重力勢能的減少量<(<=>)動能的增加量,原因是v是按照自由落體計(jì)算的,對應(yīng)的下落高度比實(shí)際測得的高度要大.

分析 (1)毫米刻度尺最小刻度是1mm,所以需要估讀到下一位.
(2)動能的增加量:$\frac{1}{2}$mv2,勢能的減小量:mgh;由于物體下落過程中存在摩擦阻力,因此動能的增加量小于勢能的減小量;
(3)根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式,結(jié)合動能與重力勢能表達(dá)式,即可分析求解.

解答 解:(1)毫米刻度尺測量長度,要求估讀即讀到最小刻度的下一位.
這三個(gè)數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是OC段:15.7,應(yīng)記作15.70cm.
(2)重力勢能減小量△Ep=mgh=9.8×0.1242m J=1.22mJ
中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度來求B的速度大小:
vB=$\frac{{s}_{AC}}{2t}$=$\frac{0.157-0.0951}{2×0.02}$=1.55m/s
EkB=$\frac{1}{2}$m${v}_{B}^{2}$=$\frac{1}{2}×m×1.5{5}^{2}$=1.20mJ
由于物體下落過程中存在摩擦阻力,因此動能的增加量小于勢能的減小量,
故填:大于;因?yàn)橛心Σ辽鸁幔瑴p少的重力勢能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;
(3)EkB=$\frac{1}{2}$m${v}_{B}^{2}$=$\frac{1}{2}$m(9.8×0.02×8)2=1.23mJ
即:重力勢能的減少量小于動能的增加量,原因是:v是按照自由落體計(jì)算的,實(shí)際運(yùn)動不是自由落體運(yùn)動,有阻力,對應(yīng)的下落高度比實(shí)際測得的高度要大.
故答案為:(1)15.7;15.70cm
(2)1.22mJ;1.20mJ;>;因?yàn)橛心Σ辽鸁,減少的重力勢能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
(3)<;v是按照自由落體計(jì)算的,對應(yīng)的下落高度比實(shí)際測得的高度要大.

點(diǎn)評 正確解答實(shí)驗(yàn)問題的前提是明確實(shí)驗(yàn)原理,從實(shí)驗(yàn)原理出發(fā)進(jìn)行分析所需實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟、所測數(shù)據(jù)等,會起到事半功倍的效果.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

20.如圖所示的裝置中,導(dǎo)軌處于垂直紙面向里的磁場中,金屬環(huán)垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(圖中未畫)中,要使放在導(dǎo)電軌道上的金屬棒ab在磁場中向右滑動,則穿過金屬環(huán)的磁場應(yīng)( 。
A.方向向紙外,且均勻增強(qiáng)B.方向向紙外,且均勻減弱
C.方向向紙里,且均勻增強(qiáng)D.方向向紙里,且均勻減弱

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

1.下列說法中正確的是 ( 。
A.一般物體輻射電磁波的情況與物體的溫度、物體的材料有關(guān)
B.對于同一種金屬來說,其極限頻率恒定,與入射光的頻率及光的強(qiáng)度均無關(guān)
C.湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子,表明原子具有核式結(jié)構(gòu)
D.E=mc2表明物體具有的能量與其質(zhì)量成正比
E.“人造太陽”是可控核聚變的俗稱,它的核反應(yīng)方程是${\;}_{92}^{235}$U+${\;}_{0}^{1}$n→${\;}_{56}^{144}$Ba+${\;}_{36}^{89}$Kr+3${\;}_{0}^{1}$n

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

18.一艘在靜水中航速為4m/s的小船要渡過一條流速為3m/s、寬為160m的河,則( 。
A.渡河最少需要的時(shí)間是40s
B.當(dāng)以最短航程渡河時(shí),船頭與上游河岸夾角的余弦為0.75
C.若要渡河成功,則船的合速度可能等于1m/s
D.若河水流速變快,船過河最短時(shí)間會改變

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5.一個(gè)質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動的圖象如圖所示,下述錯(cuò)誤的是( 。
A.質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的頻率為4Hz
B.在10s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程是20cm
C.在5s末,速度為零,加速度最大
D.在t=1.5s和t=4.5s兩時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移大小相等

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15.條形磁鐵用細(xì)線懸掛在O點(diǎn).O點(diǎn)正下方固定一個(gè)水平放置的鋁線圈.讓磁鐵在豎直面內(nèi)擺動,下列說法中正確的是( 。
A.在磁鐵擺動一個(gè)周期內(nèi),線圈內(nèi)感應(yīng)電流的方向改變2次
B.磁鐵始終受到感應(yīng)電流磁鐵的斥力作用
C.磁鐵所受到的感應(yīng)電流對它的作用力始終是阻力
D.磁鐵所受到的感應(yīng)電流對它的作用力始終是動力

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

2.設(shè)物體在地球表面處受到地球的萬有引力為F,則該物體在距地面高度為地球半徑的3倍處受到地球萬有引力為( 。
A.FB.$\frac{F}{3}$C.$\frac{F}{9}$D.$\frac{F}{16}$

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19.如圖所示,豎直面內(nèi)有一個(gè)半圓形軌道,AB為水平直徑,O為圓心,將一些半徑遠(yuǎn)小于軌道半徑的小球從A點(diǎn)以不同的初速度水平向右拋出,若不計(jì)空氣阻力,在小球從拋出到碰到軌道這個(gè)過程中.則( 。
A.初速度大的小球運(yùn)動時(shí)間長
B.初速度小的小球運(yùn)動時(shí)間長
C.速度不同的小球運(yùn)動時(shí)間不可能相同
D.落在圓形軌道最低點(diǎn)的小球運(yùn)動時(shí)間最長

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

20.某商場設(shè)計(jì)將貨物(可視為質(zhì)點(diǎn)),從高處運(yùn)送到貨倉,簡化運(yùn)送過程如圖所示,左側(cè)由固定于地面的光滑$\frac{1}{4}$圓軌道,軌道半徑為R,軌道最低點(diǎn)距離地面高度為h=$\frac{R}{2}$,距貨倉的水平距離為L=3R,若貨物由軌道頂端無初速落下,無法直接運(yùn)動到貨倉,設(shè)計(jì)者在緊靠最低點(diǎn)的地面放置兩個(gè)相同的木箱,木箱長度為R,高度為h,質(zhì)量為M,上表面與軌道末端相切,貨物與木箱之間的動摩擦因數(shù)為μ,設(shè)計(jì)者將質(zhì)量為m貨物由軌道頂端無初速滑下,發(fā)現(xiàn)貨物滑上木箱1時(shí),兩木箱均靜止,而滑上木箱2時(shí),木箱2開始滑動(最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等,重力加速度為g)
(1)求木箱與地面的動摩擦因數(shù)μ1的取值范圍;
(2)設(shè)計(jì)者將兩木箱固定在地面上,發(fā)現(xiàn)貨物剛好可以死進(jìn)去貨倉,求動摩擦因數(shù)μ的值.

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