题目内容

一个质量m=0.2kg的小球系于轻质弹簧的一端，且套在光滑竖立的圆环上，弹簧的上端固定于球的最高点A，球的半径R=0.5m，弹簧的原长，劲度系数为4.8N/m，如图所示．若小球从图中所示位置B点由静止开始滑动到最低点C时，弹簧的弹性势能．求小球到达C点时的速度的大小．(g取)

答案：3m/s
解析：

小球从B至C过程中机械能守恒：

得

　　

　　=3m/s．


练习册系列答案
相关题目
（2012?昌平区二模）（1）某实验小组利用拉力传感器和打点计时器探究“动能定理”，如图1示，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小，在小车的后面连接纸带，通过打点计时器记录小车的运动情况，小车中可以放置砝码．请把下面的实验步骤补充完整．
实验主要步骤如下：
①测量
小车
小车
、砝码和拉力传感器的总质量M，把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连，将纸带连接小车并通过打点计时器，正确连接所需电路．
②将小车停在C点，在释放小车
之前
之前
（选填“之前”或“之后”）接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点，记录细线拉力．
③在小车中增加砝码，或减少砝码，重复②的操作．
④处理数据．
实验结果发现小车动能的增加量△Ek总是明显小于拉力F做的功W，你认为其主要原因应该是上述实验步骤中缺少的步骤是
平衡摩擦力
平衡摩擦力
．
（2）小明同学为测量某金属丝的电阻率，他截取了其中的一段，用米尺测出金属丝的长度L，用螺旋测微器测得其直径为D，用多用电表粗测其电阻约为R．
①该同学将米尺的0刻度线与金属丝的左端对齐，从图2甲）中读出金属丝的长度L=
190.0
190.0
mm．
②该同学用螺旋测微器测金属丝的直径，从图2乙）中读出金属丝的直径D=
0.680
0.680
mm．
③该同学选择多用电表“×10”档粗测金属丝的电阻，从图2丙）中读出金属丝的电阻R=
220
220
Ω．
④接着，该同学用伏安法尽可能精确地测出该金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率．实验室提供的器材有：
A．直流电源E（电动势4V，内阻不计）
B．电流表A1（量程0～3mA，内阻约50Ω）
C．电流表A2（量程0～15mA，内阻约30Ω）
D．电压表V1（量程0～3V，内阻10kΩ）
E．电压表V2（量程0～15V，内阻25kΩ）
F．滑动变阻器R1（阻值范围0～15Ω，允许通过的最大电流2.0A）
G．滑动变阻器R2（阻值范围0～2kΩ，允许通过的最大电流0.5A）
H．待测电阻丝Rx，开关、导线若干
要求较准确地测出其阻值，电流表应选
C
C
，电压表应选
D
D
，滑动变阻器应选
F
F
．（用器材前的字母表示即可）
⑤用图3示的电路进行实验测得Rx，实验时，开关S2应向
1
1
闭合（选填“1”或“2”）．
⑥请根据选定的电路图，在如图4示的实物上画出连线（部分线已画出）．

⑦（多选）在下列测定金属丝的电阻率的几个步骤中，错误的是
AF
AF
．
A．先用米尺测出金属丝的长度，再将金属丝两端固定在接线柱上悬空拉直；
B．用螺旋测微器在不同位置测出金属丝的直径D各三次，求平均值
.
D
；
C．打开开关，将选好的实验器材按图3接成实验电路；
D．闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表和电压表有合适的示数，读出并记下这组数据；
E．改变滑动变阻器的滑键位置，重复进行实验，测出6组数据，并记录在表格中；
F．分别计算出电流平均值（
.
I
）和电压的平均值（
.
U
），再求出电阻的平均值
.
R
=
.
U
.
I
；
G．根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率．
⑧设金属丝的长度为L（m），直径的平均值为
.
D
（m），电阻的平均值为
.
R
（Ω），则该金属丝电阻率的表达式为ρ=
πD2R
4L
πD2R
4L
．
（1）在物理实验中体现了很多的物理研究方法，如理想实验法、控制变量法、极限思维法、图象法、类比法、科学假说法、微小量放大法与等效替代法等．请把合适的方法或正确的答案填在相应的空格内．
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①在“利用打点计时器测速度”的实验中，运用
 
法，可以利用打点计时器打出的纸带测算出某点的瞬时速度：在“探究互成角度的两个力的合成”的实验中，分别用一个力F或两个互成角度的F1、F2，把一个一端固定的橡皮筋拉伸到同一位置，则F就是F1和F2的合力，实验原理采用的是
 
法．在“探究平抛运动的规律”的实验中，如图1所示，用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向抛出，同时B球松开，自由下落，A、B两球同时开始运动，观察到两球同时落地．运用
 
法，可以判定平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动．
②图象法是物理实验中一种重要的研究方法．在研究加速度与外力（质量m一定）的关系、验证机械能守恒定律、探究弹
力大小与弹簧伸长量之间的关系三个实验中，某同学正确作出了三个实验的相关图象，如图2中A、B、C所示．根据坐标轴代表的物理量判断，A实验的图象“斜率”表示
 
；B实验图象的“斜率”表示
 
；C实验图象的“斜率”表示
 
．
（2）某一小型电风扇额定电压为4.0V，额定功率为2.4W．某实验小组想通过实验描绘出小电风扇的伏安特性曲线．实验中除导线和开关外，还有以下器材可供选择：
A．电源E（电动势为4.5V）
B．电压表V（量程为0～5V，内阻约为4kΩ）
C．电流表A1（量程为0～0.6A，内阻约为0.2Ω）
D．电流表A2（量程3A，内阻约0.05Ω）；
E．滑动变阻器R1（最大阻值10Ω，额定电流1A）
F．滑动变阻器R2（最大阻值2kΩ，额定电流100mA）
①为了便于调节，减小读数误差和系统误差，实验中所用电流表应选用
 
，滑动变阻器应选用
 
．（填所选仪器前的字母序号）．
②请你为该小组设计实验电路，并把电路图画在虚线内（小电风扇的电路符号如图3所示）．
③操作过程中发现，小电风扇通电后受阻力作用，电压表读数小于0.5V时电风扇没启动．该小组测绘出的小电风扇的伏安特性曲线如图4所示，由此可以判定，小电风扇的电阻为
 
，正常工作时的发热功率为
 
，机械功率为
 
．
（1）如图1是利用重物自由下落验证机械能守恒定律的实验装置．质量 m=1.00kg 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
①某位同学做“验证机械能守恒定律”的实验，下列操作步骤中错误的是
 

A．把电磁打点计时器固定在铁架台上，用导线连接到低压交流电源
B．将连有重锤的纸带穿过限位孔，将纸带和重锤提升到一定高度
C．先释放纸带，再接通电源
D．更换纸带，重复实验，根据记录处理数据
②选取O点到B点来验证机械能守恒定律，重物重力势能减少量△EP=
 
 J；动能增加量
△Ek=
 
 J．（结果取三位有效数字） 实验的结论是
 
．
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（2）如图2某小灯泡上标有“6V 3W”字样，现要测量其正常发光时的实际电阻，实验室提供下列器材：
A、电压表量程（0～3V，内阻约2kΩ）
B、电压表量程（0～l5V，内阻约6kΩ）
C、电流表量程（0～0.6A，内阻约0.5Ω）
D、电流表量程量程2（0～3A，内阻约0.1Ω）
E、滑动变阻器 （20Ω，2A）
F、学生电源（直流10V）及开关、导线等
①实验中电压表量程应选择
 
（填“A”或“B”），
电流表量程应选择
 
（填“C”或“D”）；
②按照实验电路图在图甲中把实验的实物连线图补充完整；
③准确连接电路后，在闭合开关前滑动变阻器的滑片应该移到
 
端（填“最左”或“最右”）；
④闭合开关后，调节滑动变阻器使小灯泡达到其正常发光所需电压，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡的电阻的测量值为
 
．
I．某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒，实验前已经调整气垫导轨底座使之水平．
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（1）如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d=
 
cm；实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t=1.2×10-2 s，则滑块经过光电门时的瞬时速度为
 
m/s．在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、
 
和
 
（文字说明并用相应的字母表示）．
（2）本实验通过比较
 
和
1
2
(m+M)(
d
△t
)2在实验误差允许的范围内相等（用测量的物理量符号表示），从而验证了系统的机械能守恒．
Ⅱ．有一个额定电压为10V、额定功率在10～15W之间的热电阻RL，为了测定它的额定功率，现有下面器材可供选用：
电源E：电动势为15V，内阻不计
电流表A：量程为0～3A，内阻约0.2Ω
电压表V：量程为0～3V、内阻为2kΩ
滑动变阻器R1：最大阻值约15Ω，允许最大电流2A
滑动变阻器R2：最大阻值约50Ω．允许最大电流1A
定值电阻R0：阻值为6kΩ
另有开关S，导线若干
（1）在虚线框内画出测量电路图，使测量尽可能准确、方便，并使通过滑动变阻器的电流不超过允许最大电流 （原理图中的元件要用题中相应的英文字母标注）．
（2）测定该用电器额定功率时，应使电压表指针指在什么位置？在图甲上标出．
（3）若电流表的指针如图乙所示，则这时电流I=
 
A，由此可求得该用电器额定功率P=
 
W．
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I．为了探究加速度与力的关系，使用如图1所示的气垫导轨装置进行实验．其中G1．G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过Gl．G2光电门时，光束被遮挡的时间△t1．△t2都可以被测量并记录．滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，光电门间距离为s，牵引砝码的质量为m．回答下列问题：
（1）实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其它仪器的情况下，如何判定调节是否到位？答：
 
．
（2）若取M=0.4kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是
 
．
A．m1=5g    B． m2=15g
C．m3=40g    D．m4=400g
（3）在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为：
 
（用△t1．△t2．D．S表示）
II．要测量一只量程已知的电压表的内阻，所备器材如下：
A．待测电压表V（量程3V，内阻未知）
B．电流表A（量程3A，内阻0.01Ω）
C．定值电阻R（阻值2kΩ，额定电流50mA）
D．蓄电池E（电动势略小于3V，内阻不计）
E．多用电表
F．开关K1．K2，导线若干
有一同学利用上面所给器材，进行如下实验操作：
①首先，用多用电表进行粗测，选用×100Ω倍率，操作方法正确．若这时刻度盘上的指针位置如图2甲所示，则测量的结果是
 
Ω．
②为了更精确地测出此电压表内阻，该同学设计了如图所示的2乙．丙实验电路，你认为其中较合理的电路图是
 
．其理由是
 
．
③在图2丁中，根据你选择的电路把实物连接好．
④用你选择的电路进行实验时，请简述实验步骤：
 

用上述所测量的符号表示电压表的内阻RV=
 
．
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