题目内容
12．在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为9.80m/s2，测得所用重物的质量为1.00kg．甲、乙、丙三位学生分别用同一装置打出三条纸带，量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为0.18cm、0.19cm和0.25cm，可见其中肯定有一个学生在操作上有错误．（1）错误操作是丙同学的操作步骤中有错误，错误操作是先放开纸带后接通电源．
（2）若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点O的距离如图所示（相邻计数点时间间隔为0.02s），求：
①在从起点O到打下计数点B的过程中重物重力势能的减少量是△Ep=0.49J，此过程中重物动能的增加量是△Ek=0.48J（结果均保留两位有效数字）．
②实验的结论是在实验误差允许范围内，重物的机械能守恒．
分析 做自由下落物体在0.02s内下落的高度大约2mm，从而确定丙在操作上错误．1、2两个点的距离偏大，可知初速度不为零，操作的错误在于先释放重物后接通电源．
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，从而求出B点的动能，根据下落的高度求出重力势能的减小量．通过比较得出实验的结论．
解答 解：（1）根据h=$\frac{1}{2}$gt2=$\frac{1}{2}$×10×0.022m=0.2cm，可知丙同学的操作步骤中有错误，错误操作是丙同学先放开纸带后接通电源．
（2）重力势能的减小量△Ep=mgxOB=1×9.8×0.0501J=0.49 J，
B点的速度等于AC段的平均速度，vB=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.0706-0.0314}{0.04}$=0.98 m/s；
动能的增加量△Ek=$\frac{1}{2}$mvB2=0.48 J；
通过实验分析可知，在实验误差允许范围内，重物的机械能守恒．
故答案为：（1）丙同学的操作步骤中有错误，错误操作是先放开纸带后接通电源；
（2）①0.49 J，0.48 J； ②在实验误差允许范围内，重物的机械能守恒．
点评 利用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用，提高解决问题能力．要注意单位的换算和有效数字的保留．
练习册系列答案
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2．下列五幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（ ）
| A． | 图甲：原子核是由带正电的质子和不带电的中子组成，而质子和中子则由更小的微粒组成 | |
| B． | 图乙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子 | |
| C． | 图丙：用中子轰击铀核使其发生聚变，链式反应会释放出巨大的核能 | |
| D． | 图丁：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一 | |
| E． | 图戊：波尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的 |
质量为m的小球，从沙坑上方自由下落，经过时间t1到达沙坑表面，又经过时间t2停在沙坑里．求：
20．两个相同的金属小球（均可看做点电荷）带有异种电荷，其中一个小球所带电量是另一个的3倍，相互间的库仑力大小为F．现将它们接触一段时间后移开，两球距离变为原来的2倍，则两金属小球间的库仑力大小变为（ ）
| A． | $\frac{1}{12}$F | B． | $\frac{1}{8}$F | C． | $\frac{1}{2}$F | D． | $\frac{4}{3}$F |
17．
如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为B=1T的匀强磁场中，在以导线截面的中心为圆心，r为半径的圆周上有a、b、c、d四个点．已知a点的磁感应强度为0，则下列叙述正确的是（ ）
如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为B=1T的匀强磁场中，在以导线截面的中心为圆心，r为半径的圆周上有a、b、c、d四个点．已知a点的磁感应强度为0，则下列叙述正确的是（ ）| A． | 直导线中的电流方向垂直纸面向外 | |
| B． | b点的磁感应强度为$\sqrt{2}$T，方向斜向右上方，与B的夹角为45° | |
| C． | c点的实际磁感应强度也为0 | |
| D． | d点的实际磁感应强度与b点相同 |
4．
如图所示，木块放在三角形斜劈上，三角形斜劈放在水平地面上，现用大小均为F、方向相反的平行于斜面的推力分别推木块和三角形斜劈，它们均静止不动，则（ ）
如图所示，木块放在三角形斜劈上，三角形斜劈放在水平地面上，现用大小均为F、方向相反的平行于斜面的推力分别推木块和三角形斜劈，它们均静止不动，则（ ）| A． | 三角形斜劈对木块的摩擦力的方向一定沿斜面向下 | |
| B． | 三角形斜劈对木块的摩擦力的方向可能沿斜面向上 | |
| C． | 地面对三角形斜劈一定有水平向右的摩擦力 | |
| D． | 地面对三角形斜劈的作用力的方向一定竖直向上 |