题目内容

20．某同学设计了以下的实验来验证机械能守恒定律：在竖直放置的光滑的塑料米尺上套一个磁性滑块m，滑块可沿米尺自由下落．在米尺上还安装了一个连接了内阻很大数字电压表的多匝线框A，线框平面在水平面内，滑块可穿过线框，如图所示．把滑块从米尺的零刻度线处释放，记下线框所在的刻度h和滑块穿过线框时的电压U，改变h，调整线框的位置，多做几次实验，记录各次的h，U．
（l）如果采用图象法对得出的数据进行分析论证，用图线U2-h（选填“U-h”或“U2-h”）更容易得出结论．
（2）影响本实验精确程度的因素主要是 ①阻力的存在，②电压表不是理想电压表．

分析 （1）由机械能守恒推导出滑块下落h时的速度，然后由法拉第电磁感应定律推导出电压U和h的关系式，
（2）由于阻力的存在，会存在一定误差．

解答 解：（1）mgh=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$，解得v=$\sqrt{2gh}$，
根据法拉第电磁感应定律：U=BLv=BL$\sqrt{2gh}$，
U2=2B2L2gh
每次滑落时B、L相同，故U2与h成正比，如果采用图象法对得出的数据进行分析论证，线性图线会更直观，
故用U2-h图象；
（2）①由于空气阻力等的影响，使滑块下落时减少的重力势能不能完全转化为动能带来实验误差．②电压表不是理想电压表．
故答案为：（1）U2-h，（2）①阻力的存在，②电压表不是理想电压表．

点评 解答实验问题的关键是明确实验原理、实验目的，了解具体操作，同时加强应用物理规律处理实验问题的能力．

练习册系列答案
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10．如图所示，汽车通过轻质光滑的定滑轮，将一个质量为 m 的物体从井中拉出，绳与汽车连接点距滑轮顶点高 h，开始时物体静止，滑轮两侧的绳都竖直绷紧，汽车以 v 向右匀速运动，运动到跟汽车连接的细绳与水平夹角为 30°，则（　　）
A．从开始到绳与水平夹角为 30°时，拉力做功 mgh
B．从幵始到绳与水平夹角为 30°时，拉力做功 mgh+$\frac{3}{8}$mv2
C．在绳与水平夹角为 30° 时，拉力功率等于$\frac{\sqrt{3}}{2}$mgv
D．在绳与水平夹角为 30°时，拉力功率大于 $\frac{\sqrt{3}}{2}$mgv
11．如图所示是一简谐运动的振动图象，则下列说法正确的是（　　）
A．该简谐运动的振幅为6cm，周期为8s
B．6～8s时间内，振子速度方向为负方向
C．图中的正弦曲线表示振子的运动轨迹
D．该振动图象对应的表达式$x=3sin（\frac{π}{4}t）cm$
8．在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列说法中正确的是（　　）
A．要用天平称量重物质量
B．选用重物时，同样大小、形状的重物应选重一点的比较好
C．为保证重物下落的初速度为零，要选用第1、2两点距离小于或接近2mm的纸带
D．实验时，当松开纸带让重物下落的同时，立即接通电源
E．实验结果总是动能增加量略小于重力势能的减少量．
15．宇宙飞船与空间站对接时先在轨道上交会，即两轨道相交或相切，相交或相切点为它们的相遇点，A、B两颗人造地球卫星轨道同平面且相交于P、Q两点，卫星A的轨道为圆形，如图所示，则下列说法不正确的是（　　）
A．A、B两卫星可能具有相同的运动周期
B．A、B两卫星可能具有相同的机械能
C．A、B两卫星在P点或Q点相遇时可能具有相同的速度
D．A、B两卫星在P点或Q点相遇时一定具有相同的加速度
5．如图所示演示装置，一根张紧的水平绳上挂着四个单摆，让b摆摆动，其余各摆也摆动起来，可以发现（　　）
A．a摆摆动周期最短B．c摆摆动周期最长
C．各摆摆动的周期均与b摆相同D．d 摆振幅最大
12．下列关于动量和冲量的说法正确的是（　　）
A．动量大的物体动能不一定大
B．物体运动状态发生变化则其动量一定发生改变
C．冲量是物体动量变化的原因
D．冲量方向与动量方向一致
9．如图所示，人在岸上拉船，已知船的质量为m，水的阻力恒为f，当轻绳与水平面的夹角为θ时，船的速度为v，人的拉力为F（不计滑轮与绳之间的摩擦），则以下说法正确的是（　　）
A．人的速度为$\frac{v}{cosθ}$B．人的速度为vcosθ
C．船的加速度为$\frac{Fcosθ-f}{m}$D．船的加速度为$\frac{F-f}{m}$
10．甲、乙两车沿同一直线运动，其v-t图象所示，已知两车t1时刻相遇，则两车（　　）
A．运动方向相反B．加速度方向相同
C．在0-t2内甲的平均速度比乙的大D．t1-t2内不可能在次相遇

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