题目内容

19．在“验证机械能守恒定律”的实验中，所用电源的频率为50Hz，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时，各计数点到0点的距离如图所示（图中O点是打点计时器打出的开始下落的第1个点，A、B、C、D、E、F分别是每打两个点取出的计数点）根据纸带计算：

（1）重锤下落到打B点时的速度是1.94m/s、打E点时的速度是3.11m/s；（计算结果保留小数点后两位小数）
（2）若重锤的质量为m kg，则重锤从开始下落到打B点时，减少的重力势能是1.91mJ，重锤增加的动能为1.88mJ；（计算结果保留小数点后两位小数）
（3）若重锤质量为m kg，重锤下落BE高度的过程中重力势能减少为2.97mJ，重锤的动能增加2.96mJ．（当地重力加速度为9.8m/s2） （计算结果保留小数点后两位小数）

分析 （1）根据平均速度等于瞬时速度，即可求解；
（2、3）根据重力势能表达式EP=mgh，及动能表达式EK=$\frac{1}{2}$mv2，即可求解．

解答 解：（1）B点时的速度等于AC之间的平均速度：vB=$\frac{{x}_{AC}}{4T}$=$\frac{280.5-125.0}{4×0.02}×1{0}^{-3}$ m/s=1.94m/s；
同理，E点时的速度等于DF之间的平均速度：vE=$\frac{{x}_{DF}}{4T}$=$\frac{630.0-381.5}{4×0.02}×1{0}^{-3}$ m/s=3.11m/s；
（2）若重物的质量为m kg，重物从开始下落到打B点时，
减少的重力势能是EP=mghOB=m×9.8×0.195=1.91mJ，
那么动能EKB=$\frac{1}{2}$mv2=$\frac{1}{2}$×m×1.942=1.88mJ；
（3）若重物质量为m kg，则重物下落BE高度的过程中重力势能的减少量
△EP=mghBE=m×9.8×（0.498-0.195）=2.97mJ，
重锤下落到E点时增加的动能为：EkE=$\frac{1}{2}$m${v}_{E}^{2}$=$\frac{1}{2}$×m×3.112J=4.84J
那么重物的动能增加量是△EK=4.84m-1.88m=2.96mJ；
故答案为：（1）1.94，3.11；
（2）1.91m，1.88m；
（3）2.97m，2.96m．

点评 通过该题理解验证性实验的特点，把握实验原理，提升实验能力，该题是考查基础实验知识的好题，掌握求解瞬时速度的方法，理解求解重力势能与动能表达式的公式．

练习册系列答案
相关题目
9．如图所示是物理兴趣小组自制的电流表原理图．质量为m的均匀细金属杆MN与一竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连，弹簧劲度系数为k，在边长ab=L1、bc=L2的矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外．MN的右端连接一绝缘轻指针，可指示出标尺上的刻度，MN的长度大于ab．当MN中没有电流通过且处于静止时，MN与ab边重合，且指针指在标尺的零刻度；当MN中有电流通过时，指针示数可表示电流大小．MN始终在纸面内且保持水平，重力加速度为g，则（　　）
A．金属杆中电流方向不影响电流表正常工作
B．当该电流表的示数为零时，弹簧的伸长量为零
C．该电流表的量程是Im=$\frac{k{L}_{2}}{B{L}_{1}}$
D．该电流表的刻度在0～Im范围内是不均匀的
10．一金属球，原来不带电，现沿球的直径的延长线放置一均匀带电的细杆MN，如图所示，金属球上感应电荷产生的电场在球内直径上a、b、c三点的场强大小分别为Ea、Eb、Ec，三者相比，Ec最大．
7．品牌的电子瓦撑标有“220V 110W”字样，将其接入家庭电路中．求：
（1）通过该用电器的电流多大？
（2）该用电器工作时的电阻多大？
（3）若它工作2h，消耗的电能是多少．
14．在物理学上，常利用测定带电粒子的受力情况来确定复合场中场强的大小和方向．如图所示，在立方体区域内存在待测定的匀强电场和匀强磁场，在其左侧分别是加速电场和速度选择器，用于获取特定速度的带电粒子．装置中，灯丝A接入电源后发出电子，P为中央带小圆孔的竖直金属板，在灯丝A和金属板P之间接入电源甲，使电子加速；在间距为d的水平正对金属板C、D间接入电源乙，在板间形成匀强电场．C、D间同时存在垂直纸面向外、大小为B0的匀强磁场（左右宽度与两板相同）．现将电源甲、乙的输出电压分别调到U1、U2，使电子沿直线运动进入待测区域，如图中虚线所示．电子质量为m、电量为e，重力不计，从灯丝出来的电子初速不计，整个装置置于真空室内．

（1）用笔画线代替导线将电源甲、乙接入装置，以满足题中要求；
（2）求电子从P板出来的速度v0及U1与U2满足的关系式；
（3）调节U1与U2，使电子以不同的速度大小沿+X轴进入待测区域，测得电子刚进入时受力大小均为F，由此，你能推测出待测区域中电场或磁场的什么信息？
（4）保持电子进入待测区域的速度大小仍为v0，转动待测区域（转动中电场、磁场相对坐标轴的方向不变），使电子沿Y轴或Z轴方向射入．测得电子刚射入时受力大小如下表所示，根据表中信息又能推测出待测区域中电场或磁场的什么信息？
入射速度方向+Y-Y+Z-Z
电子受力大小$\sqrt{2}$F$\sqrt{2}$F$\sqrt{3}$FF
4．a是地球赤道上一栋建筑，b是在赤道平面内由东向西作匀速圆周运动、周期约为3.6h的卫星，c是地球同步卫星，某一时刻b、c刚好位于a的正上方（如图所示），经过10天整，a、b、c的大致位置是下图中的（　　）
A．B．C．D．
11．A、B两物体沿直线运动的V-t图象如图所示，下列说法中不正确的是（　　）
A．A、B两物体都做匀加速直线运动
B．A物体的加速度大于B物体的加速度
C．2s末两物体一定相遇
D．若两物体从同一地点开始运动，则在0-2s内B物体在前，A物体在后，且2s后两物体之间距离不断增大
8．在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量m=1.00㎏的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点．如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）．已知打点计时器每隔0.02s打一次点，当地的重力加速度g=9.80m/s2．那么：
（1）纸带的左端（选填“左”或“右’）与重物相连；
（2）根据图上所得的数据，应取图中O点和点B来验证机械能守恒定律．
9．火星表面特征非常接近地球，适合人类居住，近期，我国宇航员王跃与俄罗斯宇航员一起进行“模拟登火星”实验活动，已知火星半径是地球半径的$\frac{1}{2}$，质量是地球质量的$\frac{1}{9}$，自转周期与地球的基本相同，地球表面重力加速度为g，王跃在地面上能向上跳起的最大高度是h，在忽略自转影响的条件下，下列分析正确的是（　　）
A．火星表面的重力加速度是$\frac{4g}{9}$
B．火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的$\frac{\sqrt{2}}{3}$
C．王跃在火星表面受的万有引力是在地球表面受万有引力的$\frac{2}{9}$倍
D．王跃以相同的初速度在火星上起跳时，可跳的最大高度是$\frac{9h}{4}$

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网