题目内容

15．在一次“验证机械能守恒定律实验”中，质量M=1kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，O点为得物刚释放时打下的起始点，如图所示（相邻计数点之间的时间间隔为0.02s），单位cm，那么：
（1）纸带的左（选填“左”或“右”）端与重物相连；
（2）从起点O到打下计数点B的过程中重物的重力势能减少量是△Ep=0.49J，此过程中重物动能的增加量△Ek0.48=J（g取9.8m/s2，计算结果均保留2位有效数字）．

分析 （1）抓住相等时间内的位移的变化确定纸带哪一端与重物相连．
（2）根据下降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B点的速度，从而得出动能的增加量．

解答 解：（1）物体下落时做加速运动，因此所打点距会越来越大，故纸带的左端与重物相连；
（2）根据功能关系可知，当打点计时器打在B点时，重锤的重力势能的减少量为：
△EP=mgh=1.0×9.8×0.05J=0.49J
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度有：
VB=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{7.06-3.14}{2×0.02}$×10-2m/s=0.98m/s，
动能变化量：△EK=$\frac{1}{2}$m${V}_{B}^{2}$=0.48J
故答案为：（1）左；（2）0.49； 0.48．

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，对于验证实验，我们有时也需要实验原理、测量数据等各个方面分析产生误差的原因．

练习册系列答案
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5．光导纤维被认为是20世纪最伟大的发明之一，2009年诺贝尔物理学奖授予被誉为“光纤之父”的华裔科学家高锟，以下关于光导纤维的说法中正确的是（　　）
A．内芯的折射率比外套的小，光传播时在外套与空气的界面上发生全反射
B．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
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D．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
6．某同学利用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律的实验”，在本实验中：
（1）现有器材：打点计时器、学生电源、铁架台（包括铁夹）、纸带、附夹子的重锤、刻度尺、秒表、导线若干和开关，其中此实验不需要使用的器材是秒表．
（2）若甲、乙丙三位同学分别用同一装置打出三条纸带，打点计时器打点时间间隔为0.02s，两处各自纸带上第1、2两点间的距离分别为0.17cm、0.19cm、0.22cm，可以看出其中有一位同学在操作上有错误，操作错误的同学是丙．
（3）若实验中所用重锤的质量为m=0.2kg，打点计时器所用电源的频率为50Hz，正确操作如图乙所示，O点对应重锤开始下落的时刻，另选连续的三个计时点A、B、C作为测量的点，图中的数据分别为计数点A、B、C到起始点O的距离，取重力加速度g=9.8m/s2，则打点计时器在打B点时，重锤的速度大小是3.0m/s，重锤的动能为0.90J，从初始位置O到打下计数点B的过程中，重锤的重力势能的减少量为0.92J（结构保留两位有效数字）．
（4）在图乙所示的纸带基础上，某同学又选取了多个计数点，并测出了各计数点到第一个点O的距离h，
算出了各计数点对应的速度v，并作v2-h图象，若描点得出的直线斜率为k，则可测出重力加速度g=$\frac{k}{2}$．（用k表示）与真实值相比，测出的g值偏小．（选填“偏小”或“偏大”或“相同”）
3．一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从t=0时起，第1秒受到1N的水平外力作用，第2秒内受到同方向的2N的外力作用，下列判断正确的是（　　）
A．1s末速度为2m/sB．第1秒内外力的平均功率是0.5W
C．第1.5秒末外力的瞬时功率4WD．0.2s内外力所做的功是4.5J
10．如图所示，a为地球赤道上的待发射卫星，b为赤道上空近地圆轨道卫星，c为地球同步卫星．三颗卫星质量相同．三颗卫星的线速度分别为va、vb、vc，角速度分别为ωa、ωb、ωc，周期分别为Ta、Tb、Tc，向心力分别为Fa、Fb、Fc，则（　　）
A．ωa=ωb=ωcB．Ta=Tc＞TbC．va=vb＜vcD．Fa=Fb＜Fc
20．标有“6V，1.5W”的小灯泡，为了测量其0～6V不同电压下的实际功率，提供的器材除导线和开关外，还有：
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E．直流电压表0-15V（内阻约为15kΩ）
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4．据报道，我国数据中继卫星“天链一号01星”于2008年4月25日在西昌卫星发射中心发射升空，经过4次变轨控制后，于5月1日成功定点在东经77°赤道上空的同步轨道．关于定点后的“天链一号01星”，下列说法正确的是（　　）
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C．同步卫星B的向心加速度为地球表面赤道上物体随地球自转向心加速度的$\frac{1}{49}$倍
D．卫星B的周期小于卫星A的周期

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