题目内容
1.在用如图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器接在频率为f的交流电源上,从实验中打出的几条纸带中选出一条理想纸带,如图乙所示,选取纸带上打出的连续4个点A、B、C、D,各点距起始点O的距离分别为S0、S1、S2、S3,已知重锤的质量为m,当地的重力加速度为g,则:从打下起始点O到打下C点的过程中,重锤重力势能的减少量为Ep减=mgS2,重锤动能的增加量为Ek增=$\frac{{m{{({S_3}-{S_1})}^2}{f^2}}}{8}$.
分析 根据下落的高度求出重力势能的减小量,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瞬时速度的大小,从而求出动能的增加量.
解答 解:重力势能的减小量等于重力所做功的大小,因此有:W=mgx=mgs2,
根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度大小,因此有:
vC=$\frac{{s}_{3}-{s}_{1}}{2T}$=$\frac{({s}_{3}-{s}_{1})f}{2}$,
动能的增量为:△Ek=$\frac{1}{2}$mvC2=$\frac{{m{{({S_3}-{S_1})}^2}{f^2}}}{8}$
故答案为:mgS2 $\frac{{m{{({S_3}-{S_1})}^2}{f^2}}}{8}$
点评 本题利用纸带来验证机械能守恒定律的实验,要注意纸带问题的处理是力学实验中常见的问题,在有纸带处理实验中,若纸带做匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的推论,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度,从而可以得到物体的动能;再根据下降的高度即可明确重力势能的变化量.
练习册系列答案
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A. | 由E=$\frac{F}{q}$可知,电场中某点的电场强度与静电力F成正比,与电荷量q成反比 | |
B. | E是矢量,与F的方向一致 | |
C. | 放入电场中某点的检验电荷的电荷量改变时,场强也随之改变;将检验电荷拿走,该点的场强就是零 | |
D. | 电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受静电力的方向相同 |
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A. | 太阳对行星的引力为F=k$\frac{m}{{r}^{2}}$ | |
B. | 太阳对行星的引力都相同 | |
C. | 太阳对行星的引力为F=$\frac{4{π}^{2}km}{{r}^{2}}$ | |
D. | 质量越大的行星,太阳对它的引力一定越大 |
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A. | 灯泡的电阻随两端电压的增加而变小,RA>RB | |
B. | 灯泡在状态A时的电阻等于曲线在该点切线斜率的倒数 | |
C. | 灯泡在状态A时的电阻等于连线OA的斜率的倒数 | |
D. | 该实验说明,对于灯丝材料---钨,欧姆定律不适用 |