题目内容
10．为了测出井口到水面的距离，让一个小石块从井口自由落下，经2.5s后听到石块击水的声音，据此我们可以估算井口到水面的距离．已知小石块的质量为200g，取井口所在的水平面为参考平面．（g取10m/s2）（1）求第2s末石块的重力势能；
（2）第2s内石块重力所做的功是多少？重力势能的变化是多少？
（3）若取井中水面为参考平面，上述两问的结论会发生变化吗？请计算说明．
分析 （1）由自由落体规律求得2s内下降的高度，根据重力势能的定义求得重力势能；
（2）由位移公式求得第2s内的位移，再由功的公式求解重力所做的功；根据重力做功和重力势能间的关系求解重力势能的改变量；
（3）根据重力势能定义明确选择不同的零势能面时的重力势能及做功做功的计算方法．
解答 解：（1）2s末石块下降的高度h=$\frac{1}{2}$gt2=$\frac{1}{2}$×10×4=20m；
则石块的重力势能EP=mgh=-0.2×10×20=-4J；
（2）第2s内物体的位移h′=20-$\frac{1}{2}$×10×1=15m；
重力做功W=mgh′=0.2×10×15=3J；
重力势能减小了3J；
（3）若以水面为参考平面，第1问中的重力势能将变成重力与2s末相对于水面的高度，故为：EP=2×（$\frac{1}{2}$×10×2.52-20）=22.5J；
而第2s内的重力做功与零势能面无关，故重力做功没有影响，重力势能改变量也没有影响；
答：（1）第2s末石块的重力势能为-4J；
（2）第2s内石块重力所做的功是3J；重力势能的变化量是3J；
（3）若取井中水面为参考平面，第一问将变成22.5J；第2问结果没有影响．
点评 本题考查零势能面对重力势能和重力做功的关系；要注意重力势能是相对量，其大小与零势能面有关；而重力做功的大小与零势能面的选取无关．
练习册系列答案
天天向上一本好卷系列答案
小学生10分钟应用题系列答案
相关题目
在真空中有一正方体玻璃砖，其截面如图所示，已知它的边长为d，在AB面上方有一单色点光源S，从S发出的光线SP以60°入射角从AB面中点射入，从侧面AD射出时，出射光线偏离入射光线SP的偏向角为30°，若光从光源S到AB面上P点的传播时间和它在玻璃砖中传播的时间相等．求点光源S到P点的距离．
1．
在如图所示的装置中，电源电动势为E，内阻不计，定值电阻为R1，滑动变阻器总阻值为R2，D为二级管，具有单项导电性，置于真空中的平行板电容器水平放置，极板间距为d．处在电容器中的油滴P恰好静止不动，此时滑动变阻器的滑片位于中点位置．现在要使油滴P向上加速运动，则下列操作正确的是（ ）
在如图所示的装置中，电源电动势为E，内阻不计，定值电阻为R1，滑动变阻器总阻值为R2，D为二级管，具有单项导电性，置于真空中的平行板电容器水平放置，极板间距为d．处在电容器中的油滴P恰好静止不动，此时滑动变阻器的滑片位于中点位置．现在要使油滴P向上加速运动，则下列操作正确的是（ ）| A． | 滑动变阻器的滑片向下移动 | |
| B． | 增大平行板电容器两个极板的距离 | |
| C． | 增大平行板电容器两个极板的正对面积 | |
| D． | 减小平行板电容器两个极板的正对面积 |
18．在星球表面发射探测器，当发射速度为v时，探测器可绕星球表面做匀速圆周运动，当发射速度达到$\sqrt{2}$v时，可摆脱星球引力束缚脱离该星球，已知地球、火星两星球的质量比约为10：1，半径比约为2：1，下列说法正确的有（ ）
| A． | 探测器的质量越大，脱离星球所需要的发射速度越大 | |
| B． | 探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的大 | |
| C． | 探测器分别脱离两星球所需要的发射速度相等 | |
| D． | 探测器脱离星球的过程中，势能逐渐增大 |
5．图示为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电．已知输电线的总电阻R=10Ω，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为5：1，副线圈与用电器R0组成闭合电路，若T1、T2均为理想变压器，T2的副线圈两端电压表达式为u=220$\sqrt{2}$sin100πt（V），当用电器电阻R0=5.5Ω时，则：（ ）
| A． | 升压变压器的输出电压为1180V | |
| B． | 升压变压器的输入功率为4650W | |
| C． | 通过输电线的电流的有效值为8A | |
| D． | 当用电器电阻R0减小，发电机的输出功率减小 |
19．某同学探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律，实验装置如图1所示，打点计时器的电源为50Hz的交流电．
（1）下列实验操作中，不正确的是CD．
A．将铜管竖直地固定在限位孔的正下方
B．纸带穿过限位孔，压在复写纸下面
C．用手捏紧磁铁保持静止，然后轻轻地松开让磁铁下落
D．在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源
（2）该同学按正确的步骤进行实验（记为“实验①”），将磁铁从管口处释放，打出一条纸带，取开始下落的一段，确定一合适的点为O点，每隔一个计时点取一个计数点，标为1，2，…，8，用刻度尺量出各计数点的相邻两计时点到O点的距离，记录在纸带上，如图2所示．
计算相邻计时点间的平均速度$\overline{v}$，粗略地表示各计数点的速度，抄入表，请将表中的数据补充完整．
（3）分析如表的实验数据可知：在这段纸带记录的时间内，磁铁运动速度的变化情况是逐渐增大到39.8cm/s；磁铁受到阻尼作用的变化情况是逐渐增大到等于重力．
（4）该同学将装置中的铜管更换为相同尺寸的塑料管，重复上述实验操作（记为“实验②”），结果表明磁铁下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相同，请问实验②是为了说明什么？对比实验①和②的结果可得到什么结论？
（1）下列实验操作中，不正确的是CD．
A．将铜管竖直地固定在限位孔的正下方
B．纸带穿过限位孔，压在复写纸下面
C．用手捏紧磁铁保持静止，然后轻轻地松开让磁铁下落
D．在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源
（2）该同学按正确的步骤进行实验（记为“实验①”），将磁铁从管口处释放，打出一条纸带，取开始下落的一段，确定一合适的点为O点，每隔一个计时点取一个计数点，标为1，2，…，8，用刻度尺量出各计数点的相邻两计时点到O点的距离，记录在纸带上，如图2所示．
计算相邻计时点间的平均速度$\overline{v}$，粗略地表示各计数点的速度，抄入表，请将表中的数据补充完整．
| 位置 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| $\overline{v}$（cm/s） | 24.5 | 33.8 | 37.8 | 39.0 | 39.5 | 39.8 | 39.8 | 39.8 |
（4）该同学将装置中的铜管更换为相同尺寸的塑料管，重复上述实验操作（记为“实验②”），结果表明磁铁下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相同，请问实验②是为了说明什么？对比实验①和②的结果可得到什么结论？
1．
如图所示，一圆环上均匀分布着正电荷q，x轴垂直于环面且过圆心o．下列关于x轴上的电场强度和电势的说法中错误的是（ ）
如图所示，一圆环上均匀分布着正电荷q，x轴垂直于环面且过圆心o．下列关于x轴上的电场强度和电势的说法中错误的是（ ）| A． | 从o点沿x轴正方向，电场强度先增大后减小，电势一直降低 | |
| B． | 从o点沿x轴正方向，电场强度先增大后减小，电势先降低后升高 | |
| C． | o点的电场强度为零，电势最低 | |
| D． | o点的电场强度不为零，电势最高 |