题目内容
15．在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中（图1为装置图）：（1）下列叙述正确的一项是D
A．实验中应用秒表测出重物下落的时间
B．可用自由落体运动的规律计算重物的瞬时速度
C．实验时要求先释放纸带，在接通打点计时器电源
D．释放重物前应手提纸袋的上端，使纸带竖直通过限位孔
（2）质量m=1kg的物体自由下落，得到如图2所示的纸带，相邻计数点间的时间间隔为0.04s，那么从打点计时器打下起点O到打下B点的过程中，物体重力势能的减少量Ep=2.28J，此过程中物体动能的增加量Ek=2.26J（g=9.8m/s2，计算结果保留三位有效数字），由此可见，在误差允许的范围内，重物机械能守恒．
分析 （1）根据实验的原理以及操作中的注意事项确定正确的操作步骤．
（2）根据下降的高度求出物体重力势能的减小量，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）A、实验中不需要用秒表测量重物下落的时间，故A错误．
B、重物的瞬时速度，可以通过某段时间内的平均速度进行求解，不能根据自由落体运动的规律计算重物的瞬时速度，否则默认了机械能守恒，失去验证的意义，故B错误．
C、实验时先接通电源，再释放重物，故C错误．
D、释放重物前应手提纸袋的上端，使纸带竖直通过限位孔，从而减小阻力的影响，故D正确．
故选：D．
（2）15.50cm=0.1550m，23.25cm=0.2325m，32.50cm=0.3250m，
从打点计时器打下起点O到打下B点的过程中，物体重力势能的减少量为：△Ep=mgh=1×9.8×0.2325J=2.28J，
B点的瞬时速度为：${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.3250-0.1550}{0.08}m/s$=2.125m/s，
则动能的增加量为：$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}$=$\frac{1}{2}×1×2.12{5}^{2}≈$2.26J．
故答案为：（1）D，（2）2.28J，2.26J．
点评 解决本题的关键掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量，会根据下降的高度求解重力势能的减小量．
练习册系列答案
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如图所示，光滑斜面长为a，宽为b，倾角为θ，一物块沿斜面左上方顶点P水平射入，而从右下方顶点Q离开斜面，求入射初速度．
6．关于变化的磁场产生的电场，下列说法正确的是（ ）
| A． | 只有在垂直于磁场的平面内存在闭合回路时，才可在闭合回路中产生电场 | |
| B． | 不论是否存在闭合回路，只要磁场发生了变化，就会产生电场 | |
| C． | 变化的磁场产生的电场的电场线是不闭合的曲线 | |
| D． | 变化的磁场产生的电场的电场线是闭合曲线 |
如图所示，边长为10cm的正方形线框，固定在匀强磁场中，磁场方向与线圈的平面的夹角为30°，磁场的磁感应强度B=（1+3t）T．2s内穿过线圈的磁通量的变化量为0.03Wb，线圈内产生的感应电动势为0.015V．
如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在第IV象限存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度为B=2T、方向垂直于xOy平面向外．电场E1平行于y轴；在第Ⅲ象限存在沿x轴正方向的匀强电场E2，已知场强E1、E2的大小相等．一可视为质点、比荷为$\frac{q}{m}$=5C/kg的带正电小球，从y轴上的A（0，0.2m）点以初速度v0水平向右抛出，经x轴上的M（0.4m，0）点进入第Ⅳ象限，在第Ⅳ象限恰能做匀速圆周运动．不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2．求：
7．
空间某区域内有场强为E的匀强电场，如图所示，电场的边界MN和PQ是间距为d的两平行平面、电场方向第一次是垂直于MN指向PQ；第二次是与MN平行，两种情况下，一个电量为q的带正电质点（不计重力）以恒定的初速度垂直于MN界面进入匀强电场，质点从PQ界面穿出电场时的动能相等，则带电质点进入电场时的初动能为（ ）
空间某区域内有场强为E的匀强电场，如图所示，电场的边界MN和PQ是间距为d的两平行平面、电场方向第一次是垂直于MN指向PQ；第二次是与MN平行，两种情况下，一个电量为q的带正电质点（不计重力）以恒定的初速度垂直于MN界面进入匀强电场，质点从PQ界面穿出电场时的动能相等，则带电质点进入电场时的初动能为（ ）| A． | $\frac{1}{4}$qEd | B． | $\frac{1}{2}$qEd | C． | qEd | D． | 2qEd |
4．
如图所示，A、B、C、D为正四面体的四个顶点，A、B、C在同一水平面上，在A 点放置一个电量为+Q的点电荷，在 B点放置一个电量为-Q的点电荷．一根光滑绝缘杆沿CD固定，杆上穿有带电量为+q的小球．让小球从D点由静止开始沿杆下滑，则关于小球从D滑到C点的过程中，下列判断正确的是（ ）
如图所示，A、B、C、D为正四面体的四个顶点，A、B、C在同一水平面上，在A 点放置一个电量为+Q的点电荷，在 B点放置一个电量为-Q的点电荷．一根光滑绝缘杆沿CD固定，杆上穿有带电量为+q的小球．让小球从D点由静止开始沿杆下滑，则关于小球从D滑到C点的过程中，下列判断正确的是（ ）| A． | 电场力先减小后增大 | B． | 电场力先做负功后做正功 | ||
| C． | 小球机械能先增加后减小 | D． | 小球做匀加速运动 |
5．
如图所示为两个物体A和B在同一直线上沿同一方向同时开始运动的v-t图线，已知在第3s末两个物体在途中相遇，则（ ）
如图所示为两个物体A和B在同一直线上沿同一方向同时开始运动的v-t图线，已知在第3s末两个物体在途中相遇，则（ ）| A． | A、B两物体是从同一地点出发 | |
| B． | A、B两物体在减速段的加速度大小之比为3：1 | |
| C． | 3s内物体A的平均速度比物体B的大 | |
| D． | t=1s时，两物体第一次相遇 |