题目内容

4．“验证机械能守恒定律”的实验采用重物自由下落的方法：（保留三位小数，g=10m/s2）
（1）若实验中所使用的重物质量为m=1kg，打点纸带如图1所示，数据都从同一点O开始测量，A．B．C为连续的三个点，若以起始点O点为参考点，打点计时间隔为0.02s，则记录B点时，重物的速度vB=0.600m/s，重物的动能为EK=0.180J．从开始下落到B点，重物的重力势能改变量是△EP=0.181J，因此，可以得出的结论是：在实验误差允许的范围内，机械能守恒，即重物动能的增加量等于重物重力势能的减少量．

（2）根据纸带算出相关各点的速度v，量出下落的距离h，则以$\frac{1}{2}$v2为纵轴，以h为横轴画出的图线应是图2中的：C．

分析 根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度，从而得出重物的动能，根据下降的高度求出重力势能的减小量．
根据机械能守恒得出$\frac{{v}^{2}}{2}$与h的关系式，结合关系式得出正确的图线．

解答 解：（1）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度，
则有，B点的瞬时速度vB=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{31.8-7.8}{2×0.02}×1{0}^{-3}$=0.600m/s，
则重物的动能Ek=$\frac{1}{2}$mvB2=$\frac{1}{2}$×1×0.36J=0.180J．
重物重力势能的减小量△Ep=mgh=1×10×0.0181J=0.181J．
实验结论：在实验误差允许的范围内，机械能守恒，即重物动能的增加量等于重物重力势能的减少量．
（2）根据mgh=$\frac{1}{2}$mv2得，$\frac{{v}^{2}}{2}$=gh，知$\frac{{v}^{2}}{2}$-h图线为过原点的一条直线．故C正确．
故答案为：（1）0.600m/s，0.180J，0.181J，在实验误差允许的范围内，机械能守恒，即重物动能的增加量等于重物重力势能的减少量．
  （2）C．

点评 解决本题的关键掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度，利用图象进行数据处理时注意从物理角度找出两个物理变量的关系表达式．

练习册系列答案
相关题目
5．一条东西方向的平直公路边上有两块路牌A、B，A在西，B在东，一辆匀速行驶的汽车自东向西经过路牌B时，一只小鸟恰自A路牌向B匀速飞去，小鸟飞到汽车正上方立即折返，以原速率飞回A，过一段时间后，汽车也行驶到A．以向东为正方向，它们的位移一时间图象如图所示，图中t2=2t1，由图可知（　　）
A．小鸟的速率是汽车速率的三倍
B．相遇时小鸟与汽车位移的大小之比是3：1
C．小鸟飞行的总路程是汽车的1.5倍
D．小鸟和汽车在0～t2时间内位移相等
15．学校实验室购买了一捆标称长度为100m的铜导线，某同学想通过实验测定其实际长度，该同学首先测得导线横截面积为1.0mm2，查得铜的电阻率为1.7×10-8Ω•m，再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻Rx，从而确定导线的实际长度．

可供使用的器材有：
电流表：量程0.6A，内阻约0.2Ω
电压表：量程3V，内阻约为9kΩ
滑动变阻器R1：最大阻值5Ω
滑动变阻器R2：最大阻值20Ω
定值电阻：R0=3Ω
电源：电动势6V，内阻可不计，开关、导线若干．
回答下列问题：
（1）实验中滑动变阻器应选R2（选填“R1”或“R2”），闭合开关S前应将滑片移至a（选填“a”或“b”）端．
（2）在实物图丙中，已正确连接了部分导线，请根据图甲电路完成剩余部分的连接．
（3）调节滑动变阻器，当电流表的读数为0.50A，电压表示数如图乙所示，其读数为2.30V．
（4）根据电路图用公式Rx=ρ$\frac{l}{S}$和Rx=$\frac{U}{I}-{R_0}$，可求得导线实际长度为94m．
12．在验证机械能守恒定律的实验中，质量为m=1.00kg的重物自由下落，在纸带上打出了一系列的点，如图所示，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，g取9.8m/s2．求：
（1）该实验所需器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需BD（填字母代号）中的器材．
A．直流电源               B．交流电源
C．秒表                   D．毫米刻度尺
（2）纸带的左端（选填“左”或“右“）与重物相连；
（3）根据图上所得的数据，应取图中O点和B点来验证机械能守恒定律；
（4）打点计时器打下记数点B时，物体的速度VB=1.92 m/s（保留三位有效数字）；
（5）从点O到打下记数点B的过程中，物体重力势能的减小量△EP=1.88 J，动能的增加量△EK=1.84J（保留三位有效数字）；
（6）根据题中提供的条件，可求出重锤实际下落的加速度a=9.50 m/s2．（保留三位有效数字）
（7）即使在实验操作规范，数据测量及数据处理很准确的前提下，该实验测得的△EP 也一定略大于△EK，这是实验存在系统误差的必然结果，试分析该系统误差产生的主要原因为重锤下落过程中受到阻力的作用，机械能有损失．
19．如图所示，AB为两水平放置的平行金属板，两板间距为d，分别与电源两极相连，两板的中央各有一小孔M和N．让一带电质点自P点（P与M间的距离为d）由静止自由下落（P、M、N在同一竖直线上），结果到达N孔时速度恰好为零．然后沿原路返回，空气阻力忽略不计．重力加速度为g．
（1）保持两极板间的电势差不变，把A板向下平移一小段距离△d，质点自P点自由下落后能否穿过N孔继续下落？若能，求质点到达N孔时速度的大小．
（2）保持两极板间的电势差不变，把B板向下平移一小段距离△d，质点自P点自由下落后能否穿过N孔继续下落？若能，求质点到达N孔时速度的大小．
9．如图所示是电场中某区域的电场线分布，a、b是电场中的两点，则（　　）
A．正电荷放在a点静止释放，仅在电场力作用下运动的轨迹与电场线重合
B．电荷在a点受到电势能必定大于在b点的电势能
C．同一点电荷放在a点受到的电场力比放在b点时受到电场力小
D．a点的电场强度较大
16．如图所示为航母上电磁弹射装置的等效电路图（俯视图），使用前先给超级电容器C充电，弹射时，电容器释放储存电能所产生的强大电流经过导体棒EF，EF在磁场（方向垂直纸面向外）作用下加速．则下列说法正确的是（　　）
A．电源给电容器充电后，M板带正电
B．导体棒在安培力作用下向右运动
C．超级电容器相当电源，放电时两端电压不变
D．在电容器放电过程中，电容器电容不断减小
13．在倾角为θ的光滑斜面上，放置一段通有电流强度I，长度L，质量为m的导体棒（电流方向向里），如图所示，已知重力加速度为g．
①若空间中有竖直向上的匀强磁场，要使导体棒静止在斜面上，则磁感应强度B是多少；
②若磁场方向与纸面平行，要使导体棒静止在斜面上且对斜面无压力，所加的匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向如何．
14．某同学想测量某导电溶液的电阻率，先在一根均匀的长玻璃管两端各装了一个电极（接触电阻不计），两电极相距L=0.700m，其间充满待测的导电溶液．用图中的器材进行测量：
电压表（量程15V，内阻约30kΩ）
电流表（量程300μA，内阻约50Ω）
滑动变阻器（100Ω，1A）
电池组（电动势E=12V，内阻r=6Ω）
单刀单掷开关一个、导线若干．
表中是他测量通过管中导电液柱的电流及两端电压的实验数据．
U/V01.03.05.07.09.011.0
I/μA02265109155175240
已知玻璃管的内径为4.000mm，回答以下问题：
（1）根据表中数据在图2坐标图中已描点，请作出U-I图象，并根据图象求出电阻R=4.8×104Ω（保留两位有效数字）；
（2）计算导电溶液的电阻率表达式是ρ=$\frac{πR{d}^{2}}{4L}$（用R、d、L表示），测量值为0.86Ω•m（保留两位有效数字）；
（3）请由你设计的测量导电溶液电阻的电路图，在图1实物图中补画出未连接的导线．

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