13．用圖甲所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，跨過定滑輪的細(xì)線兩端系著質(zhì)量均為M的物塊A、B，A下端與通過打點(diǎn)計(jì)時器的紙帶相連，B上放置一質(zhì)量為m的金屬片C，固定的金屬圓環(huán)D處在B的正下方．系統(tǒng)靜止時C、D間的高度差為h．先接通電磁打點(diǎn)計(jì)時器，再由靜止釋放B，系統(tǒng)開始運(yùn)動，當(dāng)B穿過圓環(huán)D后C被D阻擋而停止．
（1）如已測出B穿過圓環(huán)D時的速度大小v，則若等式$mgh=\frac{1}{2}（2M+m）{v}^{2}$（均用題中物理量的字母表示）成立，即可認(rèn)為A、B、C組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．
（2）還可運(yùn)用圖象法加以驗(yàn)證：改變物塊B的釋放位置，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，記錄每次C、D間的高度差h，并求出B剛穿過D時的速度v，作出v2-h圖線如圖乙所示，根據(jù)圖線得出重力加速度的表達(dá)式g=$\frac{（2M+m）{v}^{2}}{2m{h}_{1}}$．（均用題中物理量的字母表示），代入數(shù)據(jù)再與當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮”容^，即可判斷A、B、C組成的系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒．

分析 根據(jù)系統(tǒng)重力勢能的減小量等于系統(tǒng)動能的增加量得出表達(dá)式．根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒得出v2-h的關(guān)系式，結(jié)合圖線求出重力加速的表達(dá)式．

解答 解：（1）系統(tǒng)重力勢能的減小量△Ep=mgh，系統(tǒng)動能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}（2M+m）{v}^{2}$，則需驗(yàn)證$mgh=\frac{1}{2}（2M+m）{v}^{2}$．
（2）根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒得，$mgh=\frac{1}{2}（2M+m）{v}^{2}$，則g=$\frac{（2M+m）{v}^{2}}{2m{h}_{1}}$．
故答案為：（1）$mgh=\frac{1}{2}（2M+m）{v}^{2}$；（2）$\frac{（2M+m）{v}^{2}}{2m{h}_{1}}$．

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵掌握實(shí)驗(yàn)的原理，即驗(yàn)證系統(tǒng)重力勢能的減小量與系統(tǒng)動能的增加量是否相等，難度不大．

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

3．某實(shí)驗(yàn)小組想通過實(shí)驗(yàn)測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室提供的實(shí)驗(yàn)器材如下：
A．待測的干電池（電動勢約為1.5V，內(nèi)電阻約為4Ω）
B．直流電流表A1（0～0.6A，內(nèi)阻約為0.5Ω）
C．直流電流表A2（0～3A，內(nèi)阻約為0.1Ω）
D．電壓表V1（0～2V，內(nèi)阻約為2000Ω）
E．電壓表V2（0～6V，內(nèi)阻約為6000Ω）
F．滑動變阻器R1（最大電阻20Ω，額定電流2A）
G．滑動變阻器R2（最大電阻200Ω，額定電流1A）
H．電阻箱R3（最大電阻99.9Ω，額定電流1A）
I．開關(guān)，導(dǎo)線若干

（1）若用伏安法測電源的電動勢和內(nèi)阻，要求測量有盡可能高的精確度且便于調(diào)節(jié)，應(yīng)選擇的電流表是B，電壓表是D，滑動變阻器是F（填代號）
（2）請將圖甲中實(shí)物連接成實(shí)驗(yàn)電路
（3）若用伏安法測電源電動勢和內(nèi)阻時，電流表出了故障，實(shí)驗(yàn)小組如想方便且能較準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，需將實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，只需去掉電流表，將上述器材中的F換成H即可（填寫器材前面的字母）
（4）實(shí)驗(yàn)小組在改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)中得到了多組路端電壓和外電阻的數(shù)據(jù)，對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，在坐標(biāo)紙上作出了如圖乙所示圖線，由圖線得出：干電池的電動勢E=1.4V，內(nèi)阻r=3.3Ω（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

4．靜電噴涂時，噴槍帶負(fù)電，被噴工件帶正電，噴槍噴出的涂料微粒帶負(fù)電，假設(shè)微粒被噴出后只受靜電力作用，最后吸附在工件表面，微粒在向工件靠近的過程中（　　）
A．一定沿著電場線運(yùn)動B．所受電場力先減小后增大
C．克服電場力做功D．電勢能逐漸增大

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

1．一質(zhì)點(diǎn)沿直線運(yùn)動時的v-t圖象如圖所示，以下說法中正確的是（　�。�
A．第2s末質(zhì)點(diǎn)的速度方向發(fā)生改變B．第3s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的加速度大小為$\frac{2}{3}$m/s2
C．第2s末和第4s末質(zhì)點(diǎn)的位置相同D．前6s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移為8m

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

8．根據(jù)最新官方消息，中國火星探測任務(wù)基本確定，發(fā)射時間大致在2018年左右，若火星探測器在登陸火星之前需在靠近火星表面繞火星做勻速圓周運(yùn)動，已知引力常量為G，探測器在火星表面附近繞火星做勻速圓周運(yùn)動的角速度為ω，則火星的平均密度為（　�。�
A．$\frac{3{ω}^{2}}{4πG}$B．$\frac{2{ω}^{2}}{3πG}$C．$\frac{{ω}^{2}}{2πG}$D．$\frac{{ω}^{2}}{4πG}$

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

18．一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)過圖中所示過程到狀態(tài)B，在此過程中，氣體的（　�。�
A．內(nèi)能減小B．密度變大C．對外放熱D．對外做功

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

5．如圖所示，水平固定一截面為正方形絕緣方管的長度為L，空間存在場強(qiáng)為E、方向水平向右的勻強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場，將質(zhì)量為m、帶電量為+q的小球從左側(cè)管口無初速度釋放，已知小球與管道各接觸面間動摩擦因數(shù)均為μ，小球運(yùn)動到右側(cè)管口處時速度為v，該過程（　�。�
A．洛倫茲力對小球做功為$\frac{1}{2}$qvBL
B．電場力對小球做功為qEL
C．系統(tǒng)因摩擦而產(chǎn)生的熱量為μmgL
D．系統(tǒng)因摩擦而產(chǎn)生的熱量為qEL-$\frac{1}{2}$mv2

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

2．如圖所示，一質(zhì)量為m=0.1kg的小球，可視為質(zhì)點(diǎn)，從半徑為R=0.5m的豎直放置的半圓形光滑軌道的最高點(diǎn)B點(diǎn)水平飛入，恰能沿圓軌道內(nèi)壁從B點(diǎn)運(yùn)動到最低點(diǎn)A．小球經(jīng)過A點(diǎn)后水平飛出，垂直于斜面擊中傾角為θ=30°的斜面上的C點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，g=10m/s2．求：
（1）小球經(jīng)過軌道最低點(diǎn)A時對軌道的壓力；
（2）軌道A點(diǎn)和斜面C點(diǎn)間豎直高度．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

3．如圖所示．某學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組利用該實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)：
（1）實(shí)驗(yàn)時使小車在砝碼和托盤的牽引下運(yùn)動，定量探究：在外力一定的條件下，加速度與質(zhì)量的關(guān)系．
①實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備了打點(diǎn)計(jì)時器及配套的電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙及如圖1所示的器材．若要完成該實(shí)驗(yàn)，必需的實(shí)驗(yàn)器材還有天平、刻度尺．
②實(shí)驗(yàn)開始時，先調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨募?xì)繩與木板平行．這樣做的目的是D（填字母代號）
A、避免小車在運(yùn)動過程中發(fā)生抖動
B、可使打點(diǎn)計(jì)時器在紙帶上打出的點(diǎn)跡清晰
C、可以保證小車最終能夠?qū)嶒?yàn)勻速直線運(yùn)動
D、可在平衡摩擦力后使用細(xì)繩拉力等于小車受的合力
（2）連接細(xì)繩及托盤，在托盤中放入適量的砝碼，通過實(shí)驗(yàn)得到圖2所示的一段紙帶，計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E間的時間間隔為0.1s，根據(jù)這條紙帶可求出：（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
①打點(diǎn)計(jì)時器在紙帶上打下D點(diǎn)時小車的速度大小為0.21m/s；
②小車的加速度大小為0.43m/s2
（3）保證托盤和托盤中的砝碼質(zhì)量不變，改變放在小車的砝碼質(zhì)量，進(jìn)行多次測量，得到小車加速度a、小車（含小車中的砝碼）總質(zhì)量m的數(shù)據(jù)如表所示：
實(shí)驗(yàn)次數(shù) 12 3 4 5 
 小車加速度a/ms-2 0.77 0.380.25 0.19 0.16 
 小車總質(zhì)量m/kg 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00
為了驗(yàn)證猜想，請根據(jù)收集的數(shù)據(jù)在圖3的坐標(biāo)系中作出最能直觀反映a與m之間關(guān)系的圖象．

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同步練習(xí)冊答案