14．在做“驗證機械能守恒定律”的實驗時，實驗小組A不慎將一條選擇好的紙帶的前面一部分損壞了，剩下的一部分紙帶上各點間的距離數(shù)值如圖所示，已知打點計時器的周期為T=0.02s，重力加速度g=10m/s2；重錘的質(zhì)量為m=1kg，已知S1=0.98cm，S2=1.42cm，S3=1.78cm，則：
（1）重錘從B點到C點重力勢能變化量是△EP=0.142J；（保留3位有效數(shù)字）
（2）記錄B點時重錘的動能EkB=0.180J，重錘從B點到C點動能變化量是△Ek=0.140J；（保留3位有效數(shù)字）
（3）我們發(fā)現(xiàn)，△EP減少和△Ek增加并不嚴格相等，產(chǎn)生誤差的主要原因是存在摩擦阻力及空氣阻力做功．

分析 （1）根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量．
（2）根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出C點的速度，從而得出C點的動能，得出B到C過程中動能的變化量．
（3）通過比較重力勢能的減小量和動能增加量的關系，分析誤差產(chǎn)生的原因．

解答 解：（1）重錘從B點到C點重力勢能變化量為：
△EP=mgh=1×10×1.42×10-2J=0.142J．
（2）C點的速度為：
${v}_{C}=\frac{{x}_{BD}}{2T}=\frac{（1.42+1.78）×1{0}^{-2}}{0.04}$m/s=0.8m/s
則重錘從B點到C點動能的變化量為：
$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{C}}^{2}-{E}_{kB}$=$\frac{1}{2}×1×0.64-0.180J=0.140J$．
（3）實驗中發(fā)現(xiàn)重力勢能的減小量略大于動能的增加量，產(chǎn)生誤差的原因是存在摩擦阻力及空氣阻力做功．
故答案為：（1）0.142J；（2）0.140J；（3）存在摩擦阻力及空氣阻力做功

點評 解決本題的關鍵知道實驗的原理以及誤差的來源，掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時速度，從而得出動能的增加量，會根據(jù)下降的高度求解重力勢能的減小量．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

4．如圖甲，足夠長的 U型金屬導軌固定放置在傾角為θ（未知）的絕緣斜面上，并處于垂直斜面向下的勻強磁場中，磁感應強度B=0.5T．質(zhì)量為m=0.1kg、電阻為r=0.2Ω的導體棒ab垂直放在導軌上，與導軌接觸良好，且不計摩擦．導軌寬度l=0.4m，僅cd邊有電阻，其阻值為R（未知）．如圖乙是導體棒ab從靜止開始沿導軌下滑過程中的加速度與速度關系，g取10m/s2，求：
（1）當棒的速度達到最大值時，棒中的感應電流大小和方向；
（2）當棒的速度達到最大速度的一半時，ab棒所受安培力的功率；
（3）已知棒從靜止開始下滑4m的過程中ab棒上產(chǎn)生的熱量Q為0.8J，求下滑到4m時棒的速度v的大小以及這一過程中流過ab棒的電量q．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

5．如圖所示，一位同學做飛鏢游戲，已知圓盤的直徑為d，飛鏢距圓盤為L，且對準圓盤上邊緣的A點水平拋出，初速度為v0，飛鏢拋出的同時，圓盤以垂直圓盤過盤心O的水平軸勻速運動，角速度為ω．若飛鏢恰好擊中A點，則下列關系正確的是（　�。�
A．v0=ω$\fracwvzor8p{2}$B．ωL=π（1+2n）v0，（n=0，1，2，3，…）
C．2dv02=L2gD．dω2=gπ2（1+2n）2，（n=0，1，2，3，…）

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

2．如圖所示，有一矩形線圈面積為S，匝數(shù)為N，內(nèi)阻為r，繞OO′軸以角速度ω做勻速轉(zhuǎn)動，當它從如圖所示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，下列說法中正確的是（　�。�
A．從圖示位置開始計時，感應電動勢隨時間變化的規(guī)律為e=NBSωsinωt
B．線圈中電流的有效值為I=$\frac{NBSω}{（R+r）}$
C．通過電阻的電荷量為Q=$\frac{NBS}{（R+r）}$
D．在電阻R上產(chǎn)生的熱功率為p=$\frac{{N}^{2}{B}^{2}{S}^{2}ω}{2（R+r）}$

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

9．按要求連接好兩個電路甲和乙，如圖所示，下面說法正確的是（　�。�
A．在甲電路中，閉合開關一瞬間，兩盞燈同時正常發(fā)光
B．在甲電路中，閉合開關后，A2燈立即正常發(fā)光，而A1燈慢慢變亮
C．在乙電路中，斷開開關一瞬間，A燈立即熄滅
D．在乙電路中，斷開開關，A燈慢慢變暗

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

19．用如圖1所示實驗裝置驗證m1、m2組成的系統(tǒng)機械能守恒．打點計時器連接頻率為50Hz交流電，m2從高處由靜止開始下落，m1上拖著的紙帶打出一系列的點，對紙帶上的點跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律．圖2給出的是實驗中獲取的一條紙帶：O是打下的第一個點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點（圖中未標出），計數(shù)點間的距離如圖2所示．已知m1=100g，m2=300g，則（取g=9.80m/s2，結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）
（1）紙帶上打下記數(shù)點5時的速度v=2.40m/s
（2）從打下第“0”點到打下第“5”點的過程中系統(tǒng)動能的增量△Ek=1.15J，系統(tǒng)勢能的減少量△Ep=1.18J
（3）通過計算，數(shù)值上△Ek＜△Ep（填“＞”、“＜”或“=”），這是因為紙帶與打點計時器阻力作用、空氣阻力、滑輪有質(zhì)量，轉(zhuǎn)動有阻力等．

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

6．如圖甲所示為用電火花打點計時器“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置．

（1）關于這一實驗，下列說法中正確的是D．
A．打點計時器應接直流電源
B．應先釋放紙帶，后接通電源打點
C．需使用秒表測出重物下落的時間
D．測出紙帶上兩點跡間的距離，可知重物相應的下落高度
（2）除了圖甲中所注明的器材外，實驗中還需要學生電源、導線、刻度尺．
（3）若已知打點計時器的電源頻率為50Hz，當?shù)氐闹亓铀俣热=9.80m/s2，重物質(zhì)量為0.1kg．實驗中得到一條點跡清晰的紙帶如圖乙所示，打P點時，重物的速度為零，A、B、C為另外3個連續(xù)點．根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)，可知重物由P點運動到B點，重力勢能減少量△Ep=4.91．（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字），若△Ep＞△Ek，造成此誤差的主要原因是重物下落克服阻力做功．

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

3．如圖所示是用重錘做自由落體運動來“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置．
（1）為了減小實驗誤差，下列措施可行的是BC（填寫代號）
A．重錘選用體積較大且質(zhì)量較小的
B．重錘選用體積較小且質(zhì)量較大的
C．打點計時器應固定在豎直平面內(nèi)
D．應先放手讓重錘拖著紙帶運動，再通電讓打點計時器工作
（2）某同學實驗計算結(jié)果時發(fā)現(xiàn)重物重力勢能的減少量△Ep略大于動能的增加量△Ek，本實驗中引起誤差的主要原因是重錘下落過程中存在著阻力作用．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

12．如圖甲所示，在磁感應強度B=lT的有界勻強磁場中，用外力將邊長1=0.5m的正方形金屬線框（各處都完全相同）向右勻速拉出磁場，以bc邊剛離開磁場的時刻為計時起點，在線框拉卅磁場的過程中，ab邊受到的安培力大小F隨時間t變化的關系如圖乙所示．則下列說法正確的是（　�。�
A．線框做勻速運動的速度大小為2m/s
B．線框產(chǎn)生的感應電流為逆時針方向，大小為0.5 A
C．金屬線框的總電阻為0.5Ω
D．線框穿出磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱為0.5 J

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