6．某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置做“驗證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗”，在本實(shí)驗中：
（1）現(xiàn)有器材：打點(diǎn)計時器、學(xué)生電源、鐵架臺（包括鐵夾）、紙帶、附夾子的重錘、刻度尺、秒表、導(dǎo)線若干和開關(guān)，其中此實(shí)驗不需要使用的器材是秒表．
（2）若甲、乙丙三位同學(xué)分別用同一裝置打出三條紙帶，打點(diǎn)計時器打點(diǎn)時間間隔為0.02s，兩處各自紙帶上第1、2兩點(diǎn)間的距離分別為0.17cm、0.19cm、0.22cm，可以看出其中有一位同學(xué)在操作上有錯誤，操作錯誤的同學(xué)是丙．
（3）若實(shí)驗中所用重錘的質(zhì)量為m=0.2kg，打點(diǎn)計時器所用電源的頻率為50Hz，正確操作如圖乙所示，O點(diǎn)對應(yīng)重錘開始下落的時刻，另選連續(xù)的三個計時點(diǎn)A、B、C作為測量的點(diǎn)，圖中的數(shù)據(jù)分別為計數(shù)點(diǎn)A、B、C到起始點(diǎn)O的距離，取重力加速度g=9.8m/s2，則打點(diǎn)計時器在打B點(diǎn)時，重錘的速度大小是3.0m/s，重錘的動能為0.90J，從初始位置O到打下計數(shù)點(diǎn)B的過程中，重錘的重力勢能的減少量為0.92J（結(jié)構(gòu)保留兩位有效數(shù)字）．
（4）在圖乙所示的紙帶基礎(chǔ)上，某同學(xué)又選取了多個計數(shù)點(diǎn)，并測出了各計數(shù)點(diǎn)到第一個點(diǎn)O的距離h，
算出了各計數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的速度v，并作v2-h圖象，若描點(diǎn)得出的直線斜率為k，則可測出重力加速度g=$\frac{k}{2}$．（用k表示）與真實(shí)值相比，測出的g值偏�。ㄟx填“偏小”或“偏大”或“相同”）

分析 （1）在驗證機(jī)械能守恒的實(shí)驗中，驗證動能的增加量與重力勢能的減小量是否相等，所以要測重錘下降的距離和瞬時速度，測量瞬時速度和下降的距離均需要刻度尺，不需要秒表，重錘的質(zhì)量可測可不測．
（2）實(shí)驗時要先接通電源，然后放開紙帶；
（3）紙帶實(shí)驗中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動，測得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動的推論，可計算出打出某點(diǎn)時紙帶運(yùn)動的瞬時速度．從而求出動能．根據(jù)功能關(guān)系得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值；（4）根據(jù)減小的重力勢能等于增加的動能，結(jié)合圖象的斜率意義，即可求解．

解答 解：（1）在實(shí)驗中需要刻度尺測量紙帶上點(diǎn)與點(diǎn)間的距離從而可知道重錘下降的距離，以及通過紙帶上兩點(diǎn)的距離，求出平均速度，從而可知瞬時速度．紙帶上相鄰兩計時點(diǎn)的時間間隔已知，所以不需要秒表．重錘的質(zhì)量可測可不測，所以不需要秒表；
（2）打點(diǎn)計時器的打點(diǎn)頻率為50 Hz，打點(diǎn)周期為0.02 s，重物開始下落后，在第一個打點(diǎn)周期內(nèi)重物下落的高h(yuǎn)=$\frac{1}{2}$gT2=$\frac{1}{2}$×9.8×0.022≈0.002m=2mm，紙帶上最初兩點(diǎn)間的距離接近2mm，量出各紙帶上第一、二兩點(diǎn)間的距離分別為0.17cm，0.19cm和0.22cm，可以看出丙同學(xué)在操作上誤差較大，具體原因就是先釋放紙帶后接通電源，打點(diǎn)一個點(diǎn)時已經(jīng)有了速度，導(dǎo)致開始兩點(diǎn)之間的距離大于2mm，故丙同學(xué)錯誤；
（3）重力勢能減小量△Ep=mgh=0.2×9.80×0.4700J=0.92J．
利用勻變速直線運(yùn)動的推論得：
vB=$\frac{{x}_{AC}}{2T}$=$\frac{0.5319-0.4119}{0.04}$=3.0m/s
EkB=$\frac{1}{2}$mvB2=$\frac{1}{2}$×0.2×9=0.90J
（4）根據(jù)機(jī)械能守恒定律有：mgh=$\frac{1}{2}$mv2，
則有：v2=2gh，知 v2與2gh成正比，
那么圖線的斜率k=2g．
因此重力加速度g=$\frac{k}{2}$；
但事實(shí)上，mgh＞$\frac{1}{2}$mv2，那么與真實(shí)值相比，測出的g值偏�。�
故答案為：（1）秒表；（2）丙；（3）3.0，0.90，0.92；（4）$\frac{k}{2}$，偏小．

點(diǎn)評 運(yùn)用運(yùn)動學(xué)公式和動能、重力勢能的定義式解決問題是該實(shí)驗的常規(guī)問題，同時要熟練應(yīng)用基本物理規(guī)律解決實(shí)驗問題．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

9．在“測量干電池的電動勢和內(nèi)電阻”的實(shí)驗中，用待測電池、開關(guān)和導(dǎo)線，配合下列的A組、或B組、或C組儀器，均能達(dá)到實(shí)驗?zāi)康模?br />A．一只電流表和一只電阻箱  B．一只電壓表和一只電阻箱
C．一只電流表、一只電壓表和一只滑動變阻器 D．一只電流表和一只滑動變阻器
（2）為測量某種材料制成的電阻絲Rx的電阻率，實(shí)驗室提供了下列器材：
A．電流表G：內(nèi)阻Rg=120Ω，滿偏電流Ig=3mA
B．電流表A2內(nèi)阻約為1Ω，量程為0～0.6A
C．多用電表
D．螺旋測微器、刻度尺
E．電阻箱R箱（0～9999Ω，0.5A）
F．滑動變阻器R（5Ω，1A）
G．電池組E（6V，0.05Ω）
H．一個開關(guān)S和導(dǎo)線若干
某同學(xué)進(jìn)行了以下操作：
①用螺旋測微器測出該電阻絲的直徑；
②用多用電表粗測Rx的阻值，當(dāng)他把選擇開關(guān)旋到電阻“×10”檔時，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過大，則他應(yīng)該換用電阻×1檔（填“×1”或“×100”）．進(jìn)行一系列正確操作后，指針靜止位置如圖甲所示；
③把電流表G與電阻箱串聯(lián)改裝成量程為6V的電壓表，則電阻箱的阻值應(yīng)調(diào)為R0=1880Ω．
④用改裝好的電壓表設(shè)計一個精確測量電阻RX阻值的實(shí)驗電路；請你根據(jù)提供的器材和實(shí)驗需要，在答題卡相應(yīng)位置將與圖乙對應(yīng)的電路圖補(bǔ)畫完整；
⑤計算電阻率：若測得電阻絲的長度為L，電阻絲的直徑為d，電路閉合后，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片到合適位置，電流表G的求數(shù)為I1，電流表A的示數(shù)為I2，請你用字母符號（L、d、Rg、Rg、I1、I2等）寫出計算電阻率的表達(dá)式ρ=$\frac{{π{d^2}{I_1}（{R_g}+{R_0}）}}{{4L（{I_2}-{I_1}）}}$．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

17．如圖所示為質(zhì)譜儀的原理圖，Ⅰ為粒子加速器，加速電壓為U1：Ⅱ為速度選擇器，磁場與電場正交，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，板間距離為d；Ⅲ為偏轉(zhuǎn)分離器，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2．今有一質(zhì)量為m、電量為q的正離子經(jīng)加速后，恰能通過速度選擇器，進(jìn)入分離器后在Ⅲ中做勻速圓周運(yùn)動，不計粒子的重力及粒子間的相互作用．求：
（1）粒子離開加速器Ⅰ時的速度大小v；
（2）加在速度選擇器Ⅱ上的電壓U2
（3）粒子在偏轉(zhuǎn)分離器Ⅲ中做勻速圓周運(yùn)動的半徑R．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

14．如圖所示，寬度為L=0.30m的足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平桌面上，導(dǎo)軌的一端連接阻值為R=0.8Ω的電阻．一根質(zhì)量為m=10g，電阻r=0.2Ω的導(dǎo)體棒ab垂直放在導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌接觸良好．平行于導(dǎo)體棒ab的虛線cd右側(cè)有垂直于桌面向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T．現(xiàn)用平行于導(dǎo)軌的輕質(zhì)細(xì)線連接導(dǎo)體棒ab，繞過光滑定滑輪掛一個鉤碼．將鉤碼從圖示位置由靜止釋放，當(dāng)ab經(jīng)過cd時，鉤碼距地面的高度為h=0.3m，ab進(jìn)入磁場后恰好以v=10m/s的速度做勻速直線運(yùn)動．導(dǎo)軌電阻忽略不計，取g=10m/s2． 求：
（1）導(dǎo)體棒ab在磁場中勻速運(yùn)動時，兩端的電壓Uab；
（2）鉤碼的重力大�。�
（3）導(dǎo)體棒在磁場中運(yùn)動的整個過程中，電阻R產(chǎn)生的熱量．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

1．為測出舊蓄電池的電動勢E，某同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的電路圖（不計電流表的內(nèi)阻）．該同學(xué)根據(jù)測得的相關(guān)數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上畫出合適的圖象，如圖乙所示，根據(jù)畫出的圖象回答下列問題：
（1）已知坐標(biāo)系縱軸是電阻箱的電阻R，則坐標(biāo)系橫軸應(yīng)是$\frac{1}{I}$/A-1（填電流表的示數(shù)“I/A”或“$\frac{1}{I}$/A-1”）．
（2）已知圖象的斜率k，縱軸的截距為-b，該蓄電池的電動勢E=k；內(nèi)阻r=b．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

11．關(guān)于物理史實(shí)，下列說法符合史實(shí)的是（　�。�
A．牛頓正式提出了萬有引力定律并利用扭秤測出了引力常量
B．經(jīng)典力學(xué)既適用于低速運(yùn)動，又適用于高速運(yùn)動
C．德國天文學(xué)家開普勒提出開普勒行星運(yùn)動三大定律
D．根據(jù)萬有引力公式可知，假設(shè)地球球心有一物體，則它和地球之間的萬有引力會趨于無窮大

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

18．如圖所示，在投球游戲中，小明坐在可沿豎直方向升降的椅子上，停在不同高度處將小球水平拋出落入固定的球框中．已知球框距地面的高度為h0，小球的質(zhì)量為m，拋出點(diǎn)與球框的水平距離始終為L，忽略空氣阻力．
（1）小球距地面高為H0處以速度v水平拋出落入球框，求此過程中小明對小球做的功；
（2）若小球從不同高度處水平拋出后都落入了球框中，試推導(dǎo)小球水平拋出的速度v與拋出點(diǎn)高度H之間滿足的函數(shù)關(guān)系．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

15．在一次“驗證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗”中，質(zhì)量M=1kg的重物自由下落，在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，O點(diǎn)為得物剛釋放時打下的起始點(diǎn)，如圖所示（相鄰計數(shù)點(diǎn)之間的時間間隔為0.02s），單位cm，那么：
（1）紙帶的左（選填“左”或“右”）端與重物相連；
（2）從起點(diǎn)O到打下計數(shù)點(diǎn)B的過程中重物的重力勢能減少量是△Ep=0.49J，此過程中重物動能的增加量△Ek0.48=J（g取9.8m/s2，計算結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

16．我國的“嫦娥工程”月球探測計劃分為“無人月球探測”、“載人登月”和“建立月球基地”三個階段，大約用十年左右時間完成．若某位宇航員隨登月飛船登陸月球后，在月球表面以速度v0豎直向上拋出一個小球，經(jīng)過時間t小球落回到月球表面．已知月球半徑為R月，萬有引力常量為G，不計阻力作用，試求出月球的質(zhì)量M月．

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同步練習(xí)冊答案