17.在用自由落體運(yùn)動(dòng)做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中,用天平稱得重物的質(zhì)量為m=0.5kg,所用電源的頻率為50Hz,某同學(xué)通過正確的實(shí)驗(yàn)操作得到了一條理想的紙帶.紙帶上打出的點(diǎn)如圖所示(紙帶上的O點(diǎn)是第一個(gè)打印點(diǎn),A、B、C、D、E分別是每打兩個(gè)點(diǎn)的時(shí)間作為計(jì)時(shí)單位取的記數(shù)點(diǎn),圖中數(shù)據(jù)單位為毫米),已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.8m/s2.選擇B點(diǎn)為初始點(diǎn),D點(diǎn)為終點(diǎn),則從打下B點(diǎn)到打下D點(diǎn)的過程中,重物的重力勢(shì)能的減少量為△Ep=0.914J;重物動(dòng)能的增加量為△Ek=0.909J.

分析 根據(jù)時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度,從而求出增加的動(dòng)能為$\frac{1}{2}$mvD2-$\frac{1}{2}$mvB2,代入計(jì)算求解.
由于系統(tǒng)受到阻力的原因,所以減少的重力勢(shì)能有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,所以會(huì)出現(xiàn)減少的重力勢(shì)能不等于增加的動(dòng)能的情況.

解答 解:重物由B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí),重物的重力勢(shì)能的減少量△Ep=mgh=0.5×9.8×(0.3815-0.195)J=0.914J.
A、B、C、D、E分別是每打兩個(gè)點(diǎn)的時(shí)間作為計(jì)時(shí)單位取的記數(shù)點(diǎn),所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.04s,
利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論
vB=$\frac{0.280-0.125}{2×0.04}$=1.94m/s
EkB=$\frac{1}{2}$mvB2=0.941 J
vD=$\frac{0.4975-0.280}{2×0.04}$=2.72m/s
EkD=$\frac{1}{2}$mvD2=1.850 J
△Ek=EkD-EkB=0.909 J,
故答案為:0.914、0.909;

點(diǎn)評(píng) 運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和動(dòng)能、重力勢(shì)能的定義式解決問題是該實(shí)驗(yàn)的常規(guī)問題.
要注意單位的換算和有效數(shù)字的保留.要知道重物帶動(dòng)紙帶下落過程中能量轉(zhuǎn)化的過程和能量守恒.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

7.質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的位移x與時(shí)間t的關(guān)系為x=10t+2t2(各物理量均采用國(guó)際單位制單位),則該質(zhì)點(diǎn)( 。
A.第1s內(nèi)的位移是10mB.前2s內(nèi)的平均速度是7m/s
C.任意相鄰的1s內(nèi)位移差都是2mD.任意1s內(nèi)的速度增量都是4m/s

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8.下列說法正確的是( 。
A.力是改變物體慣性的原因
B.靜止的火車啟動(dòng)慢是因?yàn)殪o止時(shí)慣性大
C.物體所受合外力不為零時(shí),運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變
D.向前扔出去的物體在運(yùn)動(dòng)過程中仍受到一個(gè)向前作用力

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5.關(guān)于機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波的關(guān)系,下列說法
①有振動(dòng)必有波
②有振動(dòng)不一定有波  
③有波必有振動(dòng)
④有波不一定有振動(dòng)
其中正確的有( 。
A.①③B.①④C.②③D.②④

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12.從距地面高h(yuǎn)處水平拋出一小石子,石子在空中飛行過程中(空氣阻力不計(jì)),下列說法正確的是( 。
A.石子的運(yùn)動(dòng)為勻變速運(yùn)動(dòng)
B.石子拋出時(shí)速度越大,石子在空中飛行時(shí)間越長(zhǎng)
C.石子每秒內(nèi)速度的變化量恒定不變
D.石子在任何時(shí)刻的速度方向與水平方向的夾角大小與運(yùn)動(dòng)時(shí)間成正比

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2.線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)e=10sin 20πt V,則下列說法正確的是(  )
A.t=0時(shí),線圈平面垂直中性面
B.t=0時(shí),穿過線圈的磁通量最大
C.t=0時(shí),導(dǎo)線切割磁感線的有效速率最大
D.t=0.4s時(shí),e有最大值10$\sqrt{2}$V

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9.民族運(yùn)動(dòng)會(huì)上有一騎射項(xiàng)目如圖所示,運(yùn)動(dòng)員騎在奔跑的馬上,彎弓放箭射擊側(cè)向的固定目標(biāo).假設(shè)運(yùn)動(dòng)員騎馬奔馳的速度為v1,運(yùn)動(dòng)員靜止時(shí)射出的弓箭速度為v2,跑道離固定目標(biāo)的最近距離為d.要想命中目標(biāo)且射出的箭在空中飛行時(shí)間最短,則( 。
A.運(yùn)動(dòng)員放箭處離目標(biāo)的距離為$\frac{d{v}_{2}}{{v}_{1}}$
B.運(yùn)動(dòng)員放箭處離目標(biāo)的距離為$\frac{d\sqrt{{{v}_{1}}^{2}+{{v}_{2}}^{2}}}{{v}_{2}}$
C.箭射到固定目標(biāo)的最短時(shí)間為$\fracirybiar{{v}^{2}}$
D.箭射到固定目標(biāo)的最短時(shí)間為$\fraceik5yvy{\sqrt{{{v}_{2}}^{2}-{{v}_{1}}^{2}}}$

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6.如圖所示.一小球從傾角為45°的斜面上的A點(diǎn)水平拋出,拋出時(shí)的動(dòng)能為5J,不計(jì)空氣阻力,小球落到斜面上B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為( 。
A.10JB.20JC.25JD.不能確定

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7.做平拋運(yùn)動(dòng)的物體,在水平方向通過的最大距離取決于( 。
A.物體的下落高度和重力B.物體的重力和初速度
C.物體的下落高度和初速度D.物體的重力、下落高度和初速度

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