1.利用重錘下落驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.
①為進(jìn)行“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn),有下列器材可供選擇:鐵架臺(tái)(也可利用桌邊),電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶,低壓直流電源,天平,秒表,毫米刻度尺,導(dǎo)線,.其中不必要的器材是低壓直流電源、天平、秒表;缺少的器材是重錘.
②在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz,測(cè)出所用重物的質(zhì)量m=1.00kg,實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶,把第一個(gè)點(diǎn)記作O,另選連續(xù)的4個(gè)點(diǎn)A、B、C、D作為測(cè)量點(diǎn),經(jīng)測(cè)量知道A、B、C、D各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm,根據(jù)以上數(shù)據(jù),可知重物由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn),重力勢(shì)能的減少量為7.776J,動(dòng)能的增加量為7.556J(取3位有效數(shù)字)

③實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因主要是實(shí)驗(yàn)過程中的各種摩擦.為了減小誤差,懸掛在紙帶下的重物的質(zhì)量應(yīng)選擇大一些的.
④如果以$\frac{{v}^{2}}{2}$為縱軸,以h為橫軸,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出$\frac{{v}^{2}}{2}$-h的圖線是一條傾斜的直線,該線的斜率等于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭.

分析 根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定所需測(cè)量的物理量,從而確定所需的器材.
根據(jù)下降的高度求出重力勢(shì)能的減小量,根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的換算速度求出C點(diǎn)的速度,從而得出動(dòng)能的增加量.
根據(jù)機(jī)械能守恒得出$\frac{{v}^{2}}{2}-h$的關(guān)系式,從而得出圖線斜率的物理意義.

解答 解:①驗(yàn)證機(jī)械能守恒,即驗(yàn)證動(dòng)能的增加量與重力勢(shì)能的減小量是否相等,兩邊都有質(zhì)量,可以約去,不需要測(cè)量重錘的質(zhì)量,所以不需要天平,時(shí)間可以通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出紙帶的間隔數(shù)直接得出,不需要秒表,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交流電源,不需要直流電源,實(shí)驗(yàn)中缺少的器材是重錘.
②重物由O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn),重力勢(shì)能的減少量△Ep=mghOC=1×10×0.7776J=7.776J,C點(diǎn)的速度vC=$\frac{{x}_{BD}}{2T}=\frac{0.8573-0.7018}{0.04}m/s$=3.8875m/s,則動(dòng)能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{C}}^{2}=\frac{1}{2}×1×3.887{5}^{2}$=7.556J.
③重力勢(shì)能的減小量大于動(dòng)能的增加量,形成系統(tǒng)誤差的原因是實(shí)驗(yàn)中各種摩擦的存在,為了減小誤差,懸掛在紙帶下的重物的質(zhì)量應(yīng)選擇大一些的.
④根據(jù)$mgh=\frac{1}{2}m{v}^{2}$得,$\frac{1}{2}{v}^{2}=gh$,可知$\frac{{v}^{2}}{2}-h$圖線為一條傾斜的直線,圖線的斜率等于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭.
故答案為:①低壓直流電源、天平、秒表,重錘,②③④

點(diǎn)評(píng) 紙帶問題的處理時(shí)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中常見的問題,對(duì)于這類問題要熟練應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律和推論進(jìn)行求解,計(jì)算過程中要注意單位的換算和有效數(shù)字的保留.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

11.在課外活動(dòng)小組進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)的過程中,某研究小組設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)來探究求合力的方法.

(1)用兩只彈簧測(cè)力計(jì)A、B把小圓環(huán)拉到某一位置O,這時(shí)AO,BO間夾角∠AOB<90°,如圖所示,現(xiàn)不改變彈簧測(cè)力計(jì)A的拉力方向,使其拉力減小,要使小圓環(huán)仍被拉到O點(diǎn),應(yīng)調(diào)節(jié)彈簧測(cè)力計(jì)B的拉力大小及β角,在下列調(diào)整方法中,可行的是③.
①增大B的拉力,減小β角②增大B的拉力,β角不變
③增大B的拉力,增大β角④B的拉力大小不變,增大β角
(2)在這個(gè)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中,有同學(xué)認(rèn)為彈簧測(cè)力計(jì)的彈簧,掛鉤和連桿的重力會(huì)使讀數(shù)有誤差,如圖2所示下列三種操作可以減小這些誤差的是圖C.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

12.如圖所示,豎直放置的兩塊很大的平行金屬板a、b,相距為d,ab間的電場(chǎng)強(qiáng)度為E,今有一帶正電的微粒從a板下邊緣以初速度v0豎直向上射入電場(chǎng),當(dāng)它飛到b板時(shí),速度大小不變,而方向變成水平方向,且剛好從高度也為d的狹縫穿過b板而進(jìn)入bc區(qū)域,bc寬度也為d,所加電場(chǎng)大小為E,方向豎直向上,磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小等于$\frac{E}{v_0}$,重力加速度為g,則下列關(guān)于粒子運(yùn)動(dòng)的有關(guān)說法中正確的是( 。
A.粒子在ab區(qū)域中做勻變速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)時(shí)間為$\frac{v_0}{{{g_{\;}}}}$
B.粒子在bc區(qū)域中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),圓周半徑r=2d
C.粒子在bc區(qū)域中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)時(shí)間為$\frac{πd}{{6{v_0}}}$
D.粒子在ab、bc區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為$\frac{(π+6)d}{{3{v_0}}}$

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

9.如圖所示,A、B兩物體用一根跨過定滑輪的細(xì)繩相連,置于固定斜面體的兩個(gè)斜面的相同高度,處于靜止?fàn)顟B(tài),兩斜面的傾角分別是53°和37°,若不計(jì)摩擦,剪斷細(xì)繩后下列說法中正確的是( 。
A.兩物體著地時(shí)的速度相同B.兩物體著地時(shí)的動(dòng)能相同
C.兩物體著地時(shí)的機(jī)械能相同D.兩物體著地時(shí)所受重力的功率相同

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

16.如圖所示,直角△ABC中存在一勻強(qiáng)磁場(chǎng),比荷相同的兩個(gè)粒子從A點(diǎn)沿AB方向射入磁場(chǎng),分別通過AC邊上的P、Q兩點(diǎn),則( 。
A.兩個(gè)粒子均帶負(fù)電
B.從P射出的粒子速度大
C.從Q射出的粒子,在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)
D.兩粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一樣長(zhǎng)

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

6.物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的過程中,關(guān)于重力做功的瞬時(shí)功率的變化情況,下列判斷正確的是( 。
A.一直減小B.一直增大C.先增大,后減小D.先減小,后增大

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13.秋千在空中擺動(dòng),擺幅越來越。铝姓f法正確的是( 。
A.秋千的機(jī)械能增加B.秋千的機(jī)械能守恒
C.秋千的機(jī)械能減少D.只有動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

10.三個(gè)質(zhì)量皆為m的質(zhì)點(diǎn)A、B、C位于一個(gè)邊長(zhǎng)為a的等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上,如圖,質(zhì)點(diǎn)間有萬有引力作用,為使此三角形保持不變,三個(gè)質(zhì)點(diǎn)皆應(yīng)以角速度ω繞通過它們的質(zhì)心O并垂直于三角形平面的軸旋轉(zhuǎn),試求此角速度的大。▽⒔Y(jié)果用m、a以及萬有引力恒量G表示)

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11.如圖所示,空間區(qū)域Ⅰ、Ⅱ有勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),MN、PQ為理想邊界,Ⅰ區(qū)域高度為d,Ⅱ區(qū)域的高度足夠大.勻強(qiáng)電場(chǎng)方向豎直向上;Ⅰ、Ⅱ區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B,方向分別垂直紙面向里和向外.一個(gè)質(zhì)量為m,電量為q的帶電小球從磁場(chǎng)上方的O點(diǎn)由靜止開始下落,進(jìn)入場(chǎng)區(qū)后,恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng).已知重力加速度為g.
(1)試判斷小球所帶電性并求出電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E;
(2)若帶電小球運(yùn)動(dòng)一定時(shí)間后恰能回到O點(diǎn),求釋放時(shí)距MN的高度h0
(3)若小球釋放時(shí)距MN的高度kh0,求小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)距釋放點(diǎn)的距離x.

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