题目内容

做机械能守恒定律的实验,某同学借助频闪仪拍摄了如图所示小钢球从高处落下过程中的频闪照片,频闪仪每隔0.10s闪光一次,图中所标数据是相邻两次光时间内小钢球下落的距离,若已经测得小钢球质量m=0.100kg,重力加速度取9.80m/s2。

(1)可求得,从t2到t5时间内,重力势能减少量△EP=1.00J,动能增加量△Ek=______J (结果可保留三位有效数字)

(2)比较(1)中计算的△Ek出的略小于△EP的大小,造成这种结果的原因可能是

A.当地的重力加速度实际大于9.80m/s2

B.空气阻力对小钢球做负功

C.频闪仪闪光周期实际略大于0.10s

D.频闪仪闪光周期实际略小于0.10s

(1)0.993;(2)BD

【解析】

试题分析:(1)t5时刻小球的速度:

t2时刻小球的速度;

小球的动能增量:

(2)当地的重力加速度实际大于9.80m/s2 ,则物体在某时刻的速度就会偏大,得到的动能值偏大,选项A错误;空气阻力对小钢球做负功,则会使得动能小于重力势能减小量,选项B正确;若频闪仪闪光周期实际略大于0.10s,则得到的物体在某时刻的速度偏大,计算出的动能就偏大,故C错误;同理可知D正确;故选BD.

考点:验证机械能守恒定律.

练习册系列答案
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甲图是我国自主研制的200mm离子电推进系统, 已经通过我国“实践九号”卫星空间飞行试验验证,有望在2015年全面应用于我国航天器。离子电推进系统的核心部件为离子推进器,它采用喷出带电离子的方式实现飞船的姿态和轨道的调整,具有大幅减少推进剂燃料消耗、操控更灵活、定位更精准等优势。离子推进器的工作原理如图乙所示,推进剂氙原子P喷注入腔室C后,被电子枪G射出的电子碰撞而电离,成为带正电的氙离子。氙离子从腔室C中飘移过栅电极A的速度大小可忽略不计,在栅电极A、B之间的电场中加速,并从栅电极B喷出。在加速氙离子的过程中飞船获得推力。

已知栅电极A、B之间的电压为U,氙离子的质量为m、电荷量为q。

(1)将该离子推进器固定在地面上进行试验。求氙离子经A、B之间的电场加速后,通过栅电极B时的速度v的大小;

(2)配有该离子推进器的飞船的总质量为M,现需要对飞船运行方向作一次微调,即通过推进器短暂工作让飞船在与原速度垂直方向上获得一很小的速度Δv,此过程中可认为氙离子仍以第(1)中所求的速度通过栅电极B。推进器工作时飞船的总质量可视为不变。求推进器在此次工作过程中喷射的氙离子数目N。

(3)可以用离子推进器工作过程中产生的推力与A、B之间的电场对氙离子做功的功率的比值S来反映推进器工作情况。通过计算说明采取哪些措施可以增大S,并对增大S的实际意义说出你的看法。

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