16．如圖為“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．

（1）某同學(xué)按照正確操作選的紙帶如圖1所示，其中O是起始點(diǎn)，A、B、C是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下的3個(gè)點(diǎn)，打點(diǎn)頻率為50Hz，該同學(xué)用毫米刻度尺測(cè)量O到A、B、C各點(diǎn)的距離，并記錄在圖中（單位：cm），重錘的質(zhì)量為m=0.1kg，重力加速度g=9.80m/s2．根據(jù)以上數(shù)據(jù)當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打到B點(diǎn)時(shí)，重物重力勢(shì)能的減少量為0.550J，動(dòng)能的增加量為0.545 J．（要求計(jì)算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）
（2）通過(guò)作圖2象的方法可以剔除偶然誤差較大的數(shù)據(jù)，提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確程度．從紙帶上選取多個(gè)點(diǎn)，測(cè)量從起始點(diǎn)O到其余各點(diǎn)的下落高度h，并計(jì)算各點(diǎn)速度的平方v2，然后以$\frac{1}{2}$v2為縱軸，以下落高度h為橫軸，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出圖線．若在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，圖線是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律，則圖線斜率表示的物理量是重力加速度g．
（3）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的是D（單項(xiàng)選擇題）
A．實(shí)驗(yàn)中摩擦不可避免，紙帶越短克服摩擦做功越小，因此，實(shí)驗(yàn)選取紙帶越短越好
B．實(shí)驗(yàn)中用天平稱出重物的質(zhì)量是必不可少的步驟
C．測(cè)出重物下落時(shí)間t，通過(guò)v=gt計(jì)算出瞬時(shí)速度
D．若紙帶前面幾點(diǎn)較為密集且不清楚，可以舍去前面比較密集的點(diǎn)，合理選取一段打點(diǎn)比較清晰的紙帶，同樣可以驗(yàn)證．

分析 （1）根據(jù)下降的高度求出重力勢(shì)能的減小量，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B點(diǎn)的速度，從而得出動(dòng)能的增加量．
（2）根據(jù)機(jī)械能守恒得出$\frac{1}{2}{v}^{2}$與h的關(guān)系式，從而得出圖線斜率的含義．
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理以及操作中的注意事項(xiàng)確定正確的操作步驟．

解答 解：（1）當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打到B點(diǎn)時(shí)，重物重力勢(shì)能的減少量為：△Ep=mgh=0.1×9.8×0.5610J≈0.550J，B點(diǎn)的瞬時(shí)速度為：${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.6280-0.4960}{0.04}m/s$=3.3m/s，則動(dòng)能的增加量為：$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×0.1×3．{3}^{2}$≈0.545J．
（2）根據(jù)機(jī)械能守恒得：$mgh=\frac{1}{2}m{v}^{2}$，則有：$\frac{1}{2}{v}^{2}=gh$，則圖線斜率表示的物理量是重力加速度g．
（3）A．實(shí)驗(yàn)中摩擦是不可避免的，因此紙帶越短越好，因?yàn)榧垘г蕉蹋朔Σ亮ψ龅墓驮缴�，但要通過(guò)測(cè)量長(zhǎng)度來(lái)求出變化的高度與瞬時(shí)速度，因此太短導(dǎo)致誤差就越大，故A錯(cuò)誤．
B、實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證動(dòng)能的增加量和重力勢(shì)能的減小量是否相等，質(zhì)量可以約去，所以不需要用天平測(cè)量重物的質(zhì)量，故B錯(cuò)誤．
C、實(shí)驗(yàn)時(shí)不能通過(guò)v=gt測(cè)量瞬時(shí)速度的大小，因?yàn)檫@樣就默認(rèn)了機(jī)械能守恒，失去驗(yàn)證的意義，故C錯(cuò)誤．
D、若紙帶前面幾點(diǎn)較為密集且不清楚，可以舍去前面比較密集的點(diǎn)，合理選取一段打點(diǎn)比較清晰的紙帶，通過(guò)動(dòng)能的增加量和重力勢(shì)能的減小量是否相等進(jìn)行驗(yàn)證，故D正確．
故選：D．
故答案為：（1）0.550，0.545；（2）重力加速度g；（3）D．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理以及操作中的注意事項(xiàng)，掌握紙帶的處理方法，會(huì)通過(guò)紙帶求解瞬時(shí)速度，從而得出動(dòng)能的增加量，會(huì)根據(jù)下降的高度求解重力勢(shì)能的減小量．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

13．電場(chǎng)強(qiáng)度E的定義式為E=$\frac{F}{q}$，下面說(shuō)法中正確的是（　�。�
A．該定義只適用于點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)
B．庫(kù)侖定律的表達(dá)式F=k$\frac{{q}_{1}{q}_{2}}{{r}^{2}}$可以說(shuō)是點(diǎn)電荷q2產(chǎn)生的電場(chǎng)在點(diǎn)電荷q1處的庫(kù)侖力大小；而k$\frac{{q}_{1}}{{r}^{2}}$可以說(shuō)是點(diǎn)電荷q2產(chǎn)生的電場(chǎng)在點(diǎn)電荷q1處的場(chǎng)強(qiáng)大小
C．對(duì)E=$\frac{F}{q}$，F(xiàn)是放入電場(chǎng)中的點(diǎn)電荷所受的靜電力，q是產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷的電荷量
D．電場(chǎng)中某點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向與試探電荷的正負(fù)無(wú)關(guān)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

7．下列是空間電場(chǎng)隨時(shí)間變化的圖象，如圖所示，能產(chǎn)生周期性變化的電磁場(chǎng)的有（　　）
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

4．在利用重錘下落驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中：
（1）產(chǎn)生誤差的主要原因是D．
A．重物下落的實(shí)際距離大于測(cè)量值
B．重物下落的實(shí)際距離小于測(cè)量值
C．重物的實(shí)際末速度v大于gt
D．重物的實(shí)際末速度v小于gt
（2）甲、乙、丙三位同學(xué)分別得到A、B、C三條紙帶，它們的前兩個(gè)點(diǎn)間的距離分別是1.0mm、1.9mm、4.0mm．那么一定存在操作誤差的同學(xué)是丙，錯(cuò)誤的原因是先釋放重物，后接通電源；
（3）有一條紙帶，各點(diǎn)距A點(diǎn)的距離分別為d1，d2，d3，…，如圖所示，各相鄰點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T(mén)，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間．要用它來(lái)驗(yàn)證B和G兩點(diǎn)處機(jī)械能是否守恒，可量得BG間的距離h=d6-d1，B點(diǎn)的速度表達(dá)式為vB=$\frac{nv0w5iz_{2}}{2T}$，G點(diǎn)的速度表達(dá)式為v G=$\frac{4f4bkmo_{7}-xroamiu_{5}}{2T}$，若B點(diǎn)和G點(diǎn)的速度vB、vG和BG間的距離h均為已知量，則當(dāng)2g（d6-d1）=$\frac{（d1t0jld_{7}-g4r4i1o_{5}）^{2}}{4{T}^{2}}-\frac{{bpmokht_{2}}^{2}}{4{T}^{2}}$ 時(shí)，機(jī)械能守恒．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

11．質(zhì)量m=0.16kg，長(zhǎng)l=0.5m，寬d=0.1m，電阻R=0.4Ω的矩形線圈，從h1=5m高處自由下落，進(jìn)入一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，當(dāng)當(dāng)線圈的下邊cd剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線圈恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，已知線圈cd邊通過(guò)磁場(chǎng)所用的時(shí)間t=0.15s．（去g=10m/s2）．
（1）磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；
（2）磁場(chǎng)區(qū)域的高度h2．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

1．下列說(shuō)法中正確的是（　�。�
A．一般情況下，交流電表測(cè)量的數(shù)值是交流電的瞬時(shí)值
B．穿過(guò)線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大
C．由磁感應(yīng)強(qiáng)度B=$\frac{F}{IL}$可知，當(dāng)通電導(dǎo)體所受安培力變大時(shí)，其所在處磁感應(yīng)強(qiáng)度B也變大
D．感應(yīng)電流的磁場(chǎng)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(lái)源： 題型：計(jì)算題

8．如圖所示，虛線框內(nèi)為某種電磁緩沖車(chē)的結(jié)構(gòu)示意圖，其主要部件為緩沖滑塊K和質(zhì)量為m的“U”形框緩沖車(chē)廂，在車(chē)廂的底板上固定著兩個(gè)水平絕緣導(dǎo)軌PQ、MN，車(chē)廂的底部固定有電磁鐵（圖中未畫(huà)出），能產(chǎn)生垂直于導(dǎo)軌平面并隨車(chē)廂一起運(yùn)動(dòng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，設(shè)導(dǎo)軌右端QN是磁場(chǎng)的右邊界．導(dǎo)軌內(nèi)的緩沖滑塊K由高強(qiáng)度絕緣材料制成，滑塊K上繞有閉合矩形線圈abcd，線圈的總電阻為R，匝數(shù)為n，ab邊長(zhǎng)為L(zhǎng)．假設(shè)緩沖車(chē)以速度v0與障礙物C碰撞后，滑塊K立即停下（碰前車(chē)廂與滑塊相對(duì)靜止），此后線圈與軌道磁場(chǎng)的作用使車(chē)廂減速運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)緩沖．假設(shè)不計(jì)一切摩擦力，求：

（1）求滑塊K的線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Em的大��；
（2）若緩沖車(chē)廂向前移動(dòng)距離L后速度為零（導(dǎo)軌未碰到障礙物），則此過(guò)程線圈abcd中過(guò)的電荷量q和產(chǎn)生的焦耳熱Q各是多少？
（3）若緩沖車(chē)以某一速度v0′（未知）與障礙物C碰撞后，滑塊K立即停下，緩沖車(chē)廂所受的最大水平磁場(chǎng)力為Fm．緩沖車(chē)在滑塊K停下后，其速度v隨位移x的變化規(guī)律滿足：v=v0′-$\frac{{n}^{2}{B}^{2}{L}^{2}}{mR}$x．要使導(dǎo)軌右端不碰到障礙物，則導(dǎo)軌右端與滑塊K的cd邊距離至少多大？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

5．如圖所示，虛線a，b，c，d表示勻強(qiáng)電場(chǎng)中的4個(gè)等勢(shì)面，兩個(gè)帶電粒子M、N（重力忽略不計(jì)）以平行于等勢(shì)面的初速度射入電場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)軌跡分別如圖中MPN和NQM所示．己知M是帶正電的帶電粒子．則（　�。�
A．N一定也帶正電B．a點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì)
C．帶電粒子N克服電場(chǎng)力做功D．帶電粒子N的動(dòng)能增大，電勢(shì)能減小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

6．一物體從斜面頂端由靜止開(kāi)始勻加速滑下，到達(dá)斜面中點(diǎn)用時(shí)1s，速度為2m/s，則下列說(shuō)法正確的是（　�。�
A．物體運(yùn)動(dòng)的加速度為1m/s2B．斜面長(zhǎng)度為2m
C．物體在斜面上運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為2sD．物體到達(dá)斜面底端時(shí)的速度為4m/s

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同步練習(xí)冊(cè)答案