题目内容
12.某研究性学习小组在做“验证机械能守恒定律”的实验中,已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,查得当地重力加速度g=9.8m/s2.测得所用重物的质量为1.00kg,实验中得到一条点迹清晰的纸带,把第一个点记作O,每两个计数点之间还有四个点未画出,另选择连续的3个计数点A、B、C作为测量的点,如图所示,经测量知道A、B、C各点到O点的距离分别为50.50cm、86.00cm、130.50cm.根据以上数据,计算出打B点时重物的瞬时速度vB=4m/s;重物由O点运动到B点,重力势能减少了8.43J,动能增加了8.00J(保留3位有效数字).根据所测量的数据,还可以求出物体实际下落的加速度为9.0 m/s2,则物体在下落的过程中所受到的阻力为0.8N.
分析 根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值,由动能定理来确定动能增加量,并得出阻力做功.
根据匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度可以求出某点的瞬时速度大小,利用逐差法可以求出其加速度的大小.
解答 解:根据匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度可以求出某点的瞬时速度大小,
有B点时重物的瞬时速度为为:${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{{t}_{AC}}=\frac{130.5-50.5}{2×0.02×5}cm/s$=4m/s
重力势能的减小量等于其重力做功大小,因此有:△Ep=mghoB═1×9.8×86.0×10-2J=8.43J
根据动能表达式,则有动能的增加为:$△{E}_{K}=\frac{1}{2}m{v}_{B}^{2}$=$\frac{1}{2}×1×{4}^{2}J=8J$
设x1=86-50.5=35.5cm,x2=130.50cm-86cm=44.5cm
根据△h=gT2,将△h=(44.5-35.5)=9cm,T=0.1s,带入解得:g=9.00m/s2.
根据牛顿第二定律,则有:mg-f=ma,得:f=mg-ma=1×(9.8-9.0)N=0.8N
故答案为:4;8.43;8.00;9.0;0.8
点评 运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题,同时要熟练应用基本物理规律解决实验问题.
练习册系列答案
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6.下列关于能量变化和做功的说法正确的是( )
A. | 同一个物体的动能一定随速度的改变而改变 | |
B. | 处于平衡状态的物体机械能一定保持不变 | |
C. | 如果合外力对物体做正功,物体的机械能一定增加 | |
D. | 如果物体的动能没有变化,一定没有合外力对物体做功 |
7.一根细橡胶管中灌满盐水,两端用短粗铜丝塞住管口.管中盐水柱长为40cm时测得电阻为R,若溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同.同将管中盐水柱均匀拉长到50cm(盐水体积不变,仍充满橡胶管).则盐水柱电阻变为( )
A. | $\frac{4}{5}R$ | B. | $\frac{5}{4}R$ | C. | $\frac{16}{25}R$ | D. | $\frac{25}{16}R$ |
7.如图所示,一个匝数为N=100匝的线圈以固定转速50转/秒在匀强磁场中旋转,其产生的交流电通过一匝数比为n1:n2=10:1的理想变压器给阻值R=20Ω的电阻供电,已知电压表的示数为20V,从图示位置开始计时,则下列说法正确的是( )
A. | t=0时刻流过线圈的电流最大 | |
B. | 在t=$\frac{1}{6}$×10-2s时,线圈中产生感应电动势瞬时值为100$\sqrt{2}$V | |
C. | 穿过线圈平面的最大磁通量为$\frac{\sqrt{2}}{50π}$Wb | |
D. | 理想变压器的输入功率为20W |
4.如图所示,理想变压器原.圈匝数比n1:n2=2:1,交流电流表和交流电压表均为理想电表,灯泡电阻RL=6Ω,AB两端电压u1=12$\sqrt{2}$sin 100πt (V),下列说法正确的是( )
A. | 流过副线圈的电流频率为100 Hz | B. | 电压表的读数为6 V | ||
C. | 电流表的读数为0.5 A | D. | 变压器输入功率为6 W |
1.如图所示一列波向右传播,则( )
A. | A点斜向上运动 | B. | B点的加速度最大 | ||
C. | C点的速度为0 | D. | D点的运动方向竖直向下 |
2.如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为n1:n2=5:1,原线圈接u=150$\sqrt{2}$sin100πt(V)的交变电流,副线圈连在电路中的电阻R的阻值为24Ω,电压表为理想电表,则( )
A. | 将A、B直接连接,理想电压表的读数为30$\sqrt{2}$V | |
B. | 在A、B间连接一理想电流表,理想电流表的读数为$\frac{5\sqrt{2}}{4}$A | |
C. | 在A、B间连接一(9W,18V)的灯泡,灯泡能够正常发光 | |
D. | 在A、B间连接一滑动变阻器,滑动变阻器的阻值为24Ω时,变压器的输入功率最大 |