2．在利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)中．

（1）需要測(cè)量物體由靜止開始自由下落到某點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度v和下落高度h，某小組的同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，共設(shè)計(jì)了以下四種測(cè)量方案，其中正確的是D
A．用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h，并測(cè)出下落時(shí)間t，通過v=gt計(jì)算出瞬時(shí)速度v
B．用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h，并通過v=$\sqrt{2gh}$計(jì)算瞬時(shí)速度v
C．根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)紙袋上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度，等于這點(diǎn)前、后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，測(cè)算出瞬時(shí)速度v，并通過h=$\frac{{v}^{2}}{2g}$計(jì)算出高度h
D．用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h，根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)紙袋上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度，等于這點(diǎn)前、后相鄰兩點(diǎn)的平均速度，測(cè)算出瞬時(shí)速度v
（2）已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，使用交流電的頻率為f．在打出的紙帶上選取連續(xù)打出的五個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E，如圖所示．測(cè)出A點(diǎn)距離起始點(diǎn)O的距離為s0，A、C兩點(diǎn)間的距離為s1，C、E兩點(diǎn)間的距離為s2，根據(jù)前述條件，如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)滿足關(guān)系式32g（s0+s1）=f2（s1+s2）2，即驗(yàn)證了物體下落過程中機(jī)械能是守恒的．而在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，往往會(huì)出現(xiàn)物體的動(dòng)能增加量略小于重力勢(shì)能的減小量，出現(xiàn)這樣結(jié)果的主要原因是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)紙帶的阻力做功．

分析 （1）解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)，對(duì)于驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)我們已經(jīng)把重物看成自由落體運(yùn)動(dòng)，故不能再用自由落體的規(guī)律求解速度，否則就不需要進(jìn)行驗(yàn)證了．
（2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求出C點(diǎn)的瞬時(shí)速度，然后根據(jù)機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式進(jìn)行列式驗(yàn)證即可．

解答 解：（1）該實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)．因?yàn)槲覀冎雷杂陕潴w運(yùn)動(dòng)只受重力，機(jī)械能就守恒．如果把重物看成自由落體運(yùn)動(dòng)，再運(yùn)用自由落體的規(guī)律求解速度，那么就不需要驗(yàn)證呢，其中ABC三項(xiàng)都是運(yùn)用了自由落體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解的，故ABC錯(cuò)誤，D正確．
故選：D．
（2）勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度，等于這點(diǎn)前、后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度，因此C點(diǎn)速度為：
vc=$\frac{{s}_{1}+{s}_{2}}{4T}$=$\frac{（{s}_{1}+{s}_{2}）f}{4}$
根據(jù)機(jī)械能守恒定律有：mg（s0+s1）=$\frac{1}{2}$m${v}_{c}^{2}$
即：32g（s0+s1）=f2（s1+s2）2為所需要驗(yàn)證的公式，
由于重物下滑過程中需要克服阻力做功，因此重力勢(shì)能的減小量略大于動(dòng)能的增加量．
故答案為：（1）D；（2）32g（s0+s1）=f2（s1+s2）2，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)紙帶的阻力做功．

點(diǎn)評(píng) 我們做驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、探究實(shí)驗(yàn)過程中，不能用驗(yàn)證的物理規(guī)律和探究的物理結(jié)論去求解問題；紙帶法實(shí)驗(yàn)中，若紙帶勻變速直線運(yùn)動(dòng)，測(cè)得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論，可計(jì)算出打出某點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度和加速度，從而求出動(dòng)能，因此要熟練應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律來解決問題．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：填空題

20．電線AB和水平細(xì)繩BC共同懸掛一個(gè)重為G的電燈，靜止時(shí)AB與水平天花板成α角，如圖所示．由于燈重而使電線AB所受的拉力大小為$\frac{mg}{sinα}$，BC繩受到拉力的大小為$\frac{mg}{tanα}$．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

13．為監(jiān)測(cè)某化工廠的污水排放量，技術(shù)人員在該廠的排污管末端安裝了如圖所示的流量計(jì)，該裝置由絕緣材料制成，長(zhǎng)、寬、高分別為a、b、c，左右兩端開口，在垂直于上下底面方向加磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在前后兩個(gè)內(nèi)側(cè)面分別固定有金屬板作為電極，污水充滿管口從左向右流經(jīng)該裝置時(shí)，接在M、N兩端間的電壓表將顯示兩個(gè)電極間的電壓U，若用Q表示污水流量（單位時(shí)間內(nèi)排出的污水體積），下列說法中正確的是（　�。�
A．N端的電勢(shì)比M端的高
B．若污水中正負(fù)離子數(shù)相同，則前后表面的電勢(shì)差為零
C．電壓表的示數(shù)U跟a和b都成正比，跟c無關(guān)
D．在該裝置的高c和磁感應(yīng)強(qiáng)度B一定時(shí)，電壓表的示數(shù)U跟污水的流量Q成正比

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

10．如圖所示，同一平面內(nèi)有兩根平行的無限長(zhǎng)直導(dǎo)線1和2，通有大小相等丶方向相反的電流，a、b兩點(diǎn)與兩導(dǎo)線共面，a點(diǎn)在兩導(dǎo)線的中間且與兩導(dǎo)線的距離均為r，b點(diǎn)在導(dǎo)線2右側(cè)，與導(dǎo)線2的距離也為r．現(xiàn)測(cè)得a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，已知距一無限長(zhǎng)導(dǎo)線d處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=$\frac{kI}5991brx$，其中k為常量，I為無限長(zhǎng)直導(dǎo)線中的電流大�。铝姓f法正確的是（　�。�
A．b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)大大小為$\frac{{B}_{0}}{4}$
B．若去掉導(dǎo)線2，b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為$\frac{{B}_{0}}{6}$
C．若將導(dǎo)線1中電流大小變?yōu)樵瓉淼?倍，b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0
D．若去掉導(dǎo)線2，再將導(dǎo)線1中電流大小變?yōu)樵瓉淼?倍，a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小認(rèn)為B0

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

17．如圖所示，讓一束均勻的陰極射線從兩極板正中間垂直穿過正交的電磁場(chǎng)，選擇合適的磁感應(yīng)強(qiáng)度B和兩極之間的電壓U，帶電粒子將不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，然后撤去電場(chǎng)，粒子將做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并垂直打到極板上，兩極板之間的距離為d，則陰極射線中帶電粒子的比荷為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

7．氣墊導(dǎo)軌是橫截面為倒“V”字形的直金屬管，兩斜面上的氣孔噴出的空氣在滑塊和導(dǎo)軌之間形成一層“氣墊”，將滑塊托起，可以將滑塊受到的摩擦力減小到可以忽略的程度．與氣墊導(dǎo)軌配套的器材還有：安裝在B處的光電門、滑塊a，a上固定有不計(jì)質(zhì)量、寬度為d的擋光片（如圖所示）．
利用上述器材結(jié)合其他測(cè)量工具，按下列步驟驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律：
①將導(dǎo)軌左端適當(dāng)抬高，使導(dǎo)軌與水平面保持一定的夾角θ，并用量角器量出θ；
②在A點(diǎn)處從靜止釋放滑塊a，由光電門測(cè)出a經(jīng)過B處的擋光時(shí)間t（寫出測(cè)量的物理量的名稱和符號(hào)）；求出a經(jīng)過B處的速度vB=$\fractb5rfft{t}$（用已知和直接測(cè)得的物理量表示）
③還需要測(cè)量的物理量是A、B間距L（寫出測(cè)量的物理量的名稱和符號(hào)）
④在誤差范圍內(nèi)，式子$gLsinθ=\frac{d^2}{{2{t^2}}}$成立，就驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律．

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

14．測(cè)量小物塊Q與平板P之間的動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．AB是半徑足夠大的、光滑的四分之一圓弧軌道，與水平固定放置的P板的上表面BC在B點(diǎn)相切，C點(diǎn)在水平地面的垂直投影為C′．重力加速度為g．實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①用天平稱出物塊Q的質(zhì)量m；
②測(cè)量出軌道AB的半徑R、BC的長(zhǎng)度L和CC′的高度h；
③將物塊Q在A點(diǎn)由靜止釋放，在物塊Q落地處標(biāo)記其落地點(diǎn)D；
④重復(fù)步驟③，共做10次；
⑤將10個(gè)落地點(diǎn)用一個(gè)盡量小的圓圍住，用刻度尺測(cè)量圓心到C′的距離s．
（1）用實(shí)驗(yàn)中的測(cè)量量表示：
（�。┪飰KQ到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能EkB=mgR；
（ⅱ）物塊Q到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能EkC=$\frac{mg{s}^{2}}{4h}$；
（ⅲ）在物塊Q從B運(yùn)動(dòng)到C的過程中，物塊Q克服摩擦力做的功Wf=mgR-$\frac{mg{s}^{2}}{4h}$；
（ⅳ）物塊Q與平板P之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=$\frac{R}{L}-\frac{{s}^{2}}{4hL}$．
（2）回答下列問題：
（�。⿲�(shí)驗(yàn)步驟④⑤的目的是通過多次實(shí)驗(yàn)減小實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差．
（ii）已知實(shí)驗(yàn)測(cè)得的μ值比實(shí)際值偏大，其原因除了實(shí)驗(yàn)中測(cè)量量的誤差之外，其它的可能是圓弧軌道存在摩擦，接縫B處不平滑等 （寫出一個(gè)可能的原因即可）

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

11．如圖所示，變阻器R1的變化范圍為0～10Ω，電源電動(dòng)勢(shì)ε=6V，電源電阻r=1Ω，電阻R2=5Ω，R3=4Ω．求：
（1）R1取何值時(shí)，R1有最大功率？此時(shí)R1的最大功率為多少？
（2）R1取何值時(shí)，R2或R3有最大功率？
（3）R1取何值時(shí)，電源有最大輸出功率？最大輸出功率為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

12．汽車以12m/s的速度在平直公路上勻速行駛，剎車后經(jīng)過4s速度變?yōu)?m/s，求：
（1）在第4s內(nèi)的位移是多少？
（2）剎車后8s內(nèi)前進(jìn)的距離．

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