题目内容

1．某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律．频闪仪每隔0.05s闪光一次，如图所标数据为实际距离．（当地重力加速度g=9.8m/s2，小球质量m=2kg，结果保留三位有效数字）
（1）小球从位置B到位置E，重力势能增量△EP=12.4J．动能减少量△Ek=12.8J；
（2）在误差允许的范围内，若△EP与△EK近似相等，即可验证了机械能守恒定律．由上述计算得△EP＜△EK（选填“＜”“＞”或“=”）．造成这种结果的主要原因是存在空气阻力．

分析 （1）在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，据此可以求B、E两点的速度大小；
根据重力做功和重力势能之间的关系可以求出重力势能的减小量，根据起末点的速度可以求出动能的增加量．
（2）由于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在，导致动能的减小量没有全部转化为重力势能．

解答 解：（1）根据重力做功和重力势能的关系，小球从位置B到位置E，有重力势能增量△EP=mghBE=2×9.8×（0.2368+0.2116+0.1866）≈12.4J
在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，所以有：
vB=$\frac{{h}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.2618+0.2368}{2×0.05}$=4.986m/s
vE=$\frac{{h}_{DF}}{2T}$=$\frac{0.1614+0.1866}{2×0.05}$=3.48m/s
△Ek=$\frac{1}{2}$m${v}_{B}^{2}$-$\frac{1}{2}$m${v}_{E}^{2}$=$\frac{1}{2}×2×（4.98{6}^{2}-3.4{8}^{2}）$≈12.8J
（2）由于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在，导致动能减小量没有全部转化为重力势能，因此△E p＜△E k．
故答案为：（1）12.4，12.8；（2）＜，存在空气阻力．

点评 本题考查了验证机械能守恒定律中的数据处理方法，以及有关误差分析，尤其是误差分析是难点，要学会根据可能产生误差的原因进行分析．

练习册系列答案
相关题目
11．在水平面上，质量为m的物体，受水平拉力F作用后产生的加速度为a，物体受到摩擦力为f=$\frac{F}{2}$．如果把拉力改为1.5F，则有（　　）
A．加速度等于2a  摩擦力仍为fB．加速度大于2a摩擦力变为1.5f
C．加速度等于1.5a摩擦力仍为fD．加速度大于1.5a摩擦力变为1.5f
12．伞兵是远距离突击部队的主力，伞兵跳伞过程具有很高的技术含量，对他们眺伞时的受力分析十分重要．关于他们跳伞时从脚触地到触后静止过程中受到的力，下列说法错误的是（　　）
A．受到伞向上的拉力B．受到地球向下的吸引力
C．受到地面向上的支持力D．受到自身向下的冲击力
9．2015年11月3日，我国自主研发的火星探测器在第17届中国国际工业博览会上公开亮相，预计2020年前后发射．设想宇航员完成对火星表面的科学考察后，乘坐返回舱返回围绕火星做圆周运动的轨道舱，为了安全，返回舱与轨道对接时，必须具有相同的速度．已知返回舱与宇航员的总质量为m，火星的半径为R，轨道舱到火星表面的高度h，火星表面的重力加速度为g，返回舱与宇航员在返回的过程中需克服火星引力做功W=mg$\frac{hR}{R+h}$，不计火星表面大气对返回舱的阻力和火星自转的影响，求：
（1）轨道舱绕火星运行的速率；
（2）宇航员和返回舱至少需要获得多少能量才能返回轨道舱？
16．如图所示，固定在水平面上的光滑绝缘斜面的底端固定着一个带正电的小物块P，将另一个带电小物块Q在斜面的某位置由静止释放，它将沿斜面向上运动．设斜面足够长，则在Q向上运动过程中（　　）
A．物块Q的动能一直增大
B．物块P、Q之间的电势能一直增大
C．物块Q的机械能一直增大
D．物块P、Q的重力势能和电势能之和一直增大
6．下列关于弹力产生条件的叙述正确的是（　　）
A．只有发生弹性形变的物体才会对与它接触的物体产生弹力作用
B．两个接触的物体间不一定产生弹力
C．只有弹簧才产生弹力
D．只要两个物体接触就一定产生弹力
13．小明同学沿400m的跑道跑了一圈后回到起点，此过程的路程和位移大小分别是（　　）
A．400 m，0B．400 m，400 mC．0，400 mD．0，0
10．汽车在直线路段以80km/h的速度匀速行驶，下图能正确反映其运动性质的是（　　）
A．B．C．D．
11．如图所示元件的材料为N型半导体，半导体内导电的粒子-“载流子”为自由电子．已知元件长为a、宽为b、厚为c，现将该半导体材料板放匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向沿y轴正方向的．当有大小为I、沿x轴正方向的恒定电流通过该材料板时，会在与z轴垂直的两个侧面之间产生霍尔电势差UH，已知k为材料的霍尔系数，且k=$\frac{1}{ne}$，其中每个载流子所带电量的绝对值为e，n为单位体积内载流子数，则下列说法中正确的是（　　）
A．材料上表面的电势高于下表面的电势
B．霍尔电势差大小满足关系UH=k$\frac{IB}{a}$
C．通过材料的电流I越大，其内部单位体积内的载流子数目较多
D．样品板在单位体积内参与导电的载流子数目为$\frac{IB}{ce{U}_{H}}$

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