题目内容
4.“验证机械能守恒定律”的实验采用重物自由下落的方法:(保留三位小数,g=10m/s2)(1)若实验中所使用的重物质量为m=1kg,打点纸带如图1所示,数据都从同一点O开始测量,A.B.C为连续的三个点,若以起始点O点为参考点,打点计时间隔为0.02s,则记录B点时,重物的速度vB=0.600m/s,重物的动能为EK=0.180J.从开始下落到B点,重物的重力势能改变量是△EP=0.181J,因此,可以得出的结论是:在实验误差允许的范围内,机械能守恒,即重物动能的增加量等于重物重力势能的减少量.
(2)根据纸带算出相关各点的速度v,量出下落的距离h,则以$\frac{1}{2}$v2为纵轴,以h为横轴画出的图线应是图2中的:C.
分析 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,从而得出重物的动能,根据下降的高度求出重力势能的减小量.
根据机械能守恒得出$\frac{{v}^{2}}{2}$与h的关系式,结合关系式得出正确的图线.
解答 解:(1)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,
则有,B点的瞬时速度vB=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{31.8-7.8}{2×0.02}×1{0}^{-3}$=0.600m/s,
则重物的动能Ek=$\frac{1}{2}$mvB2=$\frac{1}{2}$×1×0.36J=0.180J.
重物重力势能的减小量△Ep=mgh=1×10×0.0181J=0.181J.
实验结论:在实验误差允许的范围内,机械能守恒,即重物动能的增加量等于重物重力势能的减少量.
(2)根据mgh=$\frac{1}{2}$mv2得,$\frac{{v}^{2}}{2}$=gh,知$\frac{{v}^{2}}{2}$-h图线为过原点的一条直线.故C正确.
故答案为:(1)0.600m/s,0.180J,0.181J,在实验误差允许的范围内,机械能守恒,即重物动能的增加量等于重物重力势能的减少量.
(2)C.
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和加速度,利用图象进行数据处理时注意从物理角度找出两个物理变量的关系表达式.
练习册系列答案
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5.
一条东西方向的平直公路边上有两块路牌A、B,A在西,B在东,一辆匀速行驶的汽车自东向西经过路牌B时,一只小鸟恰自A路牌向B匀速飞去,小鸟飞到汽车正上方立即折返,以原速率飞回A,过一段时间后,汽车也行驶到A.以向东为正方向,它们的位移一时间图象如图所示,图中t2=2t1,由图可知( )
| A. | 小鸟的速率是汽车速率的三倍 | |
| B. | 相遇时小鸟与汽车位移的大小之比是3:1 | |
| C. | 小鸟飞行的总路程是汽车的1.5倍 | |
| D. | 小鸟和汽车在0~t2时间内位移相等 |
9.如图所示是电场中某区域的电场线分布,a、b是电场中的两点,则( )

| A. | 正电荷放在a点静止释放,仅在电场力作用下运动的轨迹与电场线重合 | |
| B. | 电荷在a点受到电势能必定大于在b点的电势能 | |
| C. | 同一点电荷放在a点受到的电场力比放在b点时受到电场力小 | |
| D. | a点的电场强度较大 |
16.
如图所示为航母上电磁弹射装置的等效电路图(俯视图),使用前先给超级电容器C充电,弹射时,电容器释放储存电能所产生的强大电流经过导体棒EF,EF在磁场(方向垂直纸面向外)作用下加速.则下列说法正确的是( )
| A. | 电源给电容器充电后,M板带正电 | |
| B. | 导体棒在安培力作用下向右运动 | |
| C. | 超级电容器相当电源,放电时两端电压不变 | |
| D. | 在电容器放电过程中,电容器电容不断减小 |
14.某同学想测量某导电溶液的电阻率,先在一根均匀的长玻璃管两端各装了一个电极(接触电阻不计),两电极相距L=0.700m,其间充满待测的导电溶液.用图中的器材进行测量:
电压表(量程15V,内阻约30kΩ)
电流表(量程300μA,内阻约50Ω)
滑动变阻器(100Ω,1A)
电池组(电动势E=12V,内阻r=6Ω)
单刀单掷开关一个、导线若干.
表中是他测量通过管中导电液柱的电流及两端电压的实验数据.
已知玻璃管的内径为4.000mm,回答以下问题:
(1)根据表中数据在图2坐标图中已描点,请作出U-I图象,并根据图象求出电阻R=4.8×104Ω(保留两位有效数字);
(2)计算导电溶液的电阻率表达式是ρ=$\frac{πR{d}^{2}}{4L}$(用R、d、L表示),测量值为0.86Ω•m(保留两位有效数字);
(3)请由你设计的测量导电溶液电阻的电路图,在图1实物图中补画出未连接的导线.
电压表(量程15V,内阻约30kΩ)
电流表(量程300μA,内阻约50Ω)
滑动变阻器(100Ω,1A)
电池组(电动势E=12V,内阻r=6Ω)
单刀单掷开关一个、导线若干.
表中是他测量通过管中导电液柱的电流及两端电压的实验数据.
| U/V | 0 | 1.0 | 3.0 | 5.0 | 7.0 | 9.0 | 11.0 |
| I/μA | 0 | 22 | 65 | 109 | 155 | 175 | 240 |
(1)根据表中数据在图2坐标图中已描点,请作出U-I图象,并根据图象求出电阻R=4.8×104Ω(保留两位有效数字);
(2)计算导电溶液的电阻率表达式是ρ=$\frac{πR{d}^{2}}{4L}$(用R、d、L表示),测量值为0.86Ω•m(保留两位有效数字);
(3)请由你设计的测量导电溶液电阻的电路图,在图1实物图中补画出未连接的导线.