18.某同學(xué)利用透明直尺和光電計(jì)時(shí)器來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,實(shí)驗(yàn)示意圖如圖1,當(dāng)有不透光物體從光電門(mén)間通過(guò)時(shí),光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間.將擋光效果好、寬度為d=3.8×10-3m的黑膠帶貼在透明直尺上,從一定高度由靜止釋放,并使其豎直通過(guò)光電門(mén).某同學(xué)測(cè)得各段黑膠帶通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間△t1與圖中所示的高度差△h1,并將部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行了處理,結(jié)果如下表所示.(取g=9.8m/s2.注:表格中M為直尺質(zhì)量)
△t1(10-3s)V1=$\frac0mcasqq{△{t}_{1}}$△E=$\frac{1}{2}$Mv${\;}_{2}^{2}$-$\frac{1}{2}$
Mv${\;}_{1}^{2}$
△h1(m)Mg△h1
11.213.14------
21.153.300.52M0.060.58M
31.013.782.21M0.232.25M
40.954.003.07M0.323.14M
50.90ab0.41c

(1)請(qǐng)將表格中a、b、c三處的數(shù)據(jù)填寫(xiě)完整.
(2)通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是:在誤差允許的范圍內(nèi),重力勢(shì)能的減少量等于動(dòng)能的增量.
(3)根據(jù)該實(shí)驗(yàn)請(qǐng)你判斷下列△EK-△h圖象(圖2)中正確的是C.

分析 根據(jù)極短時(shí)間內(nèi)的平均速度等于瞬時(shí)速度求出瞬時(shí)速度的大。鶕(jù)速度大小求出動(dòng)能的增加量,根據(jù)下降的高度求出重力勢(shì)能的減小量,從而判斷動(dòng)能增加量和重力勢(shì)能減小量是否相等.寫(xiě)出△Ek-△h的表達(dá)式,即可判斷圖象的性質(zhì).

解答 解:(1)根據(jù)題意可知:${v}_{5}=\fracscoqiai{△{t}_{5}}=\frac{3.8×1{0}^{-3}}{0.90×1{0}^{-3}}m/s=4.22m/s$,
根據(jù):,△Ek5=$\frac{1}{2}M{{v}_{5}}^{2}-\frac{1}{2}M{{v}_{1}}^{2}$將v=4.22m/s帶入解得:△Ek5=4.00M J
Mg△h5=M×9.8×0.41=4.02M.
(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知物體動(dòng)能的增加量和重力勢(shì)能的減小量基本相等,因此在誤差范圍內(nèi),可以得出物體機(jī)械能守恒的結(jié)論.
(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)可知:重力勢(shì)能的減少量等于動(dòng)能的增加量,即有:△Ek=mg△h成立,故△Ek-△h圖象為過(guò)原點(diǎn)的直線,故ABD錯(cuò)誤,C正確.
故答案為:(1)4.22; 4.00M; 4.02M
(2)在誤差允許的范圍內(nèi),重力勢(shì)能的減少量等于動(dòng)能的增量
(3)C

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”中的數(shù)據(jù)處理,以及利用圖象來(lái)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力,注意物理基本規(guī)律在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

8.某物體沿豎直方向做直線運(yùn)動(dòng),規(guī)定向上為正方向,其v-t圖象如圖所示,下列判斷正確的是(  )
A.在0~1s內(nèi),物體的平均速度大小為2m/s
B.在1s~2s內(nèi),物體向上運(yùn)動(dòng),且處于失重狀態(tài)
C.在2s~3s內(nèi),物體的機(jī)械能守恒
D.在3s末,物體處于出發(fā)點(diǎn)上方

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

9.如圖所示,一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為n1:n2=6:1.交流電源電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式為e=220$\sqrt{2}$sin(100πt)V,不計(jì)交流電源的內(nèi)阻.電阻R2=4Ω,其電功率為P2=100W,則以下說(shuō)法正確的是( 。
A.R1的電功率為100W
B.R1兩端的電壓為100V
C.變壓器原線圈兩端電壓的效值為120V
D.交流電源的輸出功率等于變壓器的輸出功率

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

6.通常情況下,列車(chē)所受阻力與車(chē)速的平方成正比,即f=kv2,列車(chē)要跑得快,必須用大功率的機(jī)車(chē)來(lái)牽引.如果兩列車(chē)分別以v1=120km/h和v2=40km/h的速度勻速行駛,兩機(jī)車(chē)功率大小之比P1:P2等于(  )
A.3B.9C.27D.81

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

13.如圖所示,坐標(biāo)原點(diǎn)處有一波源,波源起振方向?yàn)?y方向.當(dāng)波傳到x=1m處的質(zhì)點(diǎn)P開(kāi)始計(jì)時(shí),在t=0.4s時(shí)PM間第一次形成圖示波形(其余波形未畫(huà)出),此時(shí)x=4m的M點(diǎn)剛好落在波谷.則( 。
A.P點(diǎn)的振動(dòng)周期為0.4sB.這列波的傳播速度為7.5m/s
C.P點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)的方向?yàn)?y方向D.當(dāng)M點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)時(shí),P點(diǎn)正好在波谷

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

3.某待測(cè)電阻Rx的阻值在(80Ω~100Ω)之間,先要測(cè)量其電阻的阻值,實(shí)驗(yàn)室提供如下器材:
A.電流表A1(量程50mA、內(nèi)阻r1=10Ω)
B.電流表A2(量程200mA、內(nèi)阻r2約為2Ω)
C.電流表A3(量程0.6A、內(nèi)阻r3約為0.2Ω)
D.定值電阻R0=30Ω
E.滑動(dòng)變阻器R(最大阻值約為10Ω)
F.電源E(電動(dòng)勢(shì)4V)
G.開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線若干

①某同學(xué)設(shè)計(jì)了測(cè)量電阻Rx的實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示,為保證測(cè)量時(shí)電流表讀數(shù)不小于其量程的三分之一,M、N兩處的電流表應(yīng)分別選用:M為A;N為B(填器材選項(xiàng)前相應(yīng)的英文字母)
②根據(jù)圖乙給出的實(shí)物,請(qǐng)你以筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,完成線路連接.
③若M、N電流表的讀數(shù)分別為IM、IN,則Rx的計(jì)算式為:Rx=$\frac{{{I}_{N}-I}_{M}}{{I}_{M}}$R0-r1

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

10.如圖所示,一質(zhì)量為m、電量為+q的小球在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,以初速度v0沿直線ON做勻變速運(yùn)動(dòng),直線ON與水平面的夾角為30°.若小球在初始位置的電勢(shì)能和重力勢(shì)能均為零,重力加速度為g,且小球所受重力與電場(chǎng)力的大小相等,則( 。
A.電場(chǎng)方向豎直向上
B.小球運(yùn)動(dòng)的加速度大小為g
C.小球獲得重力勢(shì)能的最大值為$\frac{{mv{\;}_0^2}}{8}$
D.小球獲得電勢(shì)能的最大值為$\frac{mv_0^2}{4}$

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

7.如圖甲所示,水平直線MN下方有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),現(xiàn)將一重力不計(jì),比荷$\frac{q}{m}$=106 C/kg的正電荷置于電場(chǎng)中的O點(diǎn)由靜止釋放,經(jīng)過(guò)$\frac{π}{15}$×10-5 s時(shí)間電荷以v0=1.5×104m/s的速度通過(guò)MN進(jìn)入其上方的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向與紙面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度B按圖乙所示規(guī)律周期性變化(圖乙中磁場(chǎng)以垂直紙面向外為正,以電荷第一次通過(guò)MN時(shí)為t=0時(shí)刻,不考慮磁場(chǎng)變化產(chǎn)牛的電場(chǎng)(sin53°=0.8,cos53°=0.6).求:

(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E;
(2)圖乙中t=$\frac{4π}{5}$×10-5 s時(shí)刻電荷與O點(diǎn)的水平距離;
(3)如果在O點(diǎn)正右方d=32cm處有一垂直于MN的足夠大的擋板,求電荷從第一次進(jìn)入磁場(chǎng)開(kāi)始到到達(dá)擋板需要的時(shí)間.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

8.某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒.

①實(shí)驗(yàn)前需要調(diào)整氣墊導(dǎo)軌底座使之水平,利用現(xiàn)有器材如何判斷導(dǎo)軌是否水平?開(kāi)通氣源,滑塊放置在導(dǎo)軌上能保持靜止.
②測(cè)得遮光條的寬度d=0.50cm;實(shí)驗(yàn)時(shí)將滑塊從圖示位置由靜止釋放,由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間△t=2.0×10-2s,則滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度為0.25m/s.在本次實(shí)驗(yàn)中還需要測(cè)量的物理量有:鉤碼的質(zhì)量m、滑塊質(zhì)量M和初時(shí)滑塊與光電門(mén)間距離L(文字說(shuō)明并用相應(yīng)的字母表示).
③本實(shí)驗(yàn)通過(guò)比較mgL和$\frac{1}{2}(M+m){v}^{2}$在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等(用測(cè)量的物理量符號(hào)表示),從而驗(yàn)證了系統(tǒng)的機(jī)械能守恒.

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