如圖7-8-5所示裝置可用來驗證機(jī)械能守恒定律，擺錘A拴在長L的輕繩一端，另一端固定在O點，在A上放一個小鐵片.現(xiàn)將擺錘拉起，使繩偏離豎直方向θ角，由靜止開始釋放擺錘，當(dāng)其到達(dá)最低位置時，受到豎直擋板P阻擋而停止運(yùn)動，這時鐵片將做平拋運(yùn)動而飛離擺錘，用刻度尺量出鐵片的水平位移為s，下落高度為H.

圖7-8-5

（1）要驗證擺錘在運(yùn)動中機(jī)械能守恒，必須求出擺錘初始位置離最低點的高度，其高度應(yīng)為_______________，同時還應(yīng)求出擺錘在最低點時的速度，其速度應(yīng)為_________________.

（2）用實驗中測量的物理量寫出證明擺錘在運(yùn)動中機(jī)械能守恒的關(guān)系式為____________.

（1）L（1-cosθ)  s

（2）=gL(1-cosθ)


解析:

（1）下落的高度h=L(1-cosθ);

因擺錘與鐵片一起運(yùn)動到最低點，

所以擺錘在最低點時的速度等于鐵片的平拋初速v,

由H=gt2,s=vt

得：v===s.

（2）設(shè)擺錘質(zhì)量為m，由mv2=mgh

得：m(s)2=mgL(1-cosθ)，

整理得：=gL(1-cosθ).

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

某同學(xué)想測量某導(dǎo)電溶液的電阻率，先在一根均勻的長玻璃管兩端各裝了一個電極（接觸電阻不計），兩電極相距L=0.700m，其間充滿待測的導(dǎo)電溶液．（如圖1）
用如下器材進(jìn)行測量：
電壓表（量程l5V，內(nèi)阻約30kΩ）；    電流表（量程300μA，內(nèi)約50Ω）；
滑動變阻器（10Ω，1A）；             電池組（電動勢E=12V，內(nèi)阻r=6Ω）；
單刀單擲開關(guān)一個、導(dǎo)線若干．
下表是他測量通過管中導(dǎo)電液柱的電流及兩端電壓的實驗數(shù)據(jù)．實驗中他還用20分度的游標(biāo)卡尺9測量了玻璃管的內(nèi)徑，結(jié)果如圖2所示．
U/V 0 1.0 3.0 5.0 7.0 9.0 11.0
I/μA 0 22 65 109 155 175 240

根據(jù)以上所述請回答下面的問題：
①玻璃管內(nèi)徑d的測量值為
30.75mm
30.75mm
mm；
②該同學(xué)根據(jù)上面表格中的數(shù)據(jù)描在如圖3坐標(biāo)中，作出了U-I圖象，并根據(jù)圖象求出電阻R=4.4×104～4.8×104Ω從而算出了導(dǎo)電溶液的電阻率，請你在（圖l）中補(bǔ)畫出未連接的導(dǎo)線．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）如圖1為實驗室中驗證動量守恒實驗裝置示意圖
①因為下落高度相同的平拋小球（不計空氣阻力）的
飛行時間
飛行時間
相同，所以我們在“碰撞中的動量守恒”實驗中可以用
飛行時間
飛行時間
作為時間單位，那么，平拋小球的
水平位移
水平位移
在數(shù)值上等于小球平拋的初速度
②入射小球在斜槽上釋放點的高低對實驗影響的下列說法中，正確的是
C
C

A、釋放點越低，小球受阻力小，入射小球速度小，誤差小
B、釋放點越低，兩球碰后水平位移小，水平位移測量的相對誤差越小，兩球速度的測量越準(zhǔn)確
C、釋放點越高，兩球相碰時相互作用的內(nèi)力越大，碰撞前后系統(tǒng)的動量之差越小，誤差越小
D、釋放點越高，入射小球?qū)Ρ慌鲂∏虻淖饔迷叫。`差越小
③為完成此實驗，以下所提供的測量工具中必需的是
AC
AC
．（填下列對應(yīng)的字母）
A、直尺     B、游標(biāo)卡尺       C、天平      D、彈簧秤       E、秒表
④設(shè)入射小球的質(zhì)量為m1，被碰小球的質(zhì)量為m2，P為碰前入射小球落點的平均位置，則關(guān)系式（用m1、m2及圖中字母表示）
m1
.
OP
=m1
.
OM
+m2
.
ON
m1
.
OP
=m1
.
OM
+m2
.
ON
成立，即表示碰撞中動量守恒．
⑤在實驗裝置中，若斜槽軌道是光滑的，則可以利用此裝置驗證小球在斜槽上下滑過程中機(jī)械能守恒，這時需要測量的物理量有：小球釋放初位置到斜槽末端的高度差h1；小球從斜槽末端做平拋運(yùn)動的水平位移s、豎直高度h2，則所需驗證的關(guān)系式為：
s2=4h1h2
s2=4h1h2

（2）一位同學(xué)設(shè)計了用打點計時器測量木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)的實驗，實驗裝置如圖2所示：
長木板處于水平，裝砂的小桶（砂量可調(diào)整）通過細(xì)線繞過定滑輪與木塊相連接，細(xì)線長大于桌面的高度，用手突然推動木塊后，木塊拖動紙帶（圖中未畫出紙帶和打點計時器）沿水平木板運(yùn)動，小桶與地面接觸之后，木塊在木板上繼續(xù)運(yùn)動一段距離而停下．在木塊運(yùn)動起來后，打開電源開關(guān)，打點計時器在紙帶上打下一系列的點，選出其中的一條紙帶，圖中給出了紙帶上前后兩部記錄的打點的情況．
紙帶上1、2、3、4、5各計數(shù)點到0的距離如下表所示：
紙帶上1-5讀數(shù)點到0點的距離　　　單位：cm
1 2 3 4 5
前一部分 4.8 9.6 14.4 19.2 24.0
后一部分 2.04 4.56 7.56 11.04 15.00
由這條紙帶提供的數(shù)據(jù)，可知
①木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)μ=
0.3
0.3
．
②若紙帶上從第一個點到最后一個點的距離是49.2cm，則紙帶上這兩個點之間應(yīng)有
實際打點數(shù)為30個
實際打點數(shù)為30個
個點．

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科目：高中物理 來源： 題型：

某同學(xué)設(shè)計了一個測定激光的波長的實驗裝置，如圖所示．激光器發(fā)出的一束直徑很小的紅色激光進(jìn)入一個一端裝雙縫、另一端裝有感光片的遮光筒，感光片的位置上出現(xiàn)一排等距的亮點，圖乙中的黑點代表亮點的中心位置．

（1）這個實驗現(xiàn)象說明激光發(fā)生
干涉
干涉
現(xiàn)象．
（2）通過量出相鄰光點的距離可算出激光的波長．據(jù)資料介紹：若雙縫的縫間距離為a，雙縫到感光片的距離為L，感光片上相鄰兩光點間的距離為b，則光的波長λ=
abL
．
該同學(xué)測得L=1.0000m，縫間距a=0.220mm，用帶十分度游標(biāo)的卡尺測感光片上的點的距離時，尺與點的中心位置如圖乙所示．
圖乙中第1到第4個光點的距離是
8.5
8.5
 mm．  實驗中激光的波長λ=
6.2×10-7
6.2×10-7
 m（保留兩位有效數(shù)字）．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（Ⅰ）一物理興趣小組利用學(xué)校實驗室的數(shù)字實驗系統(tǒng)探究物體作圓周運(yùn)動時向心力與角速度、半徑的關(guān)系．
實驗序號 1 2 3 4 5 6 7 8
F/N 2.42 1.90 1.43 0.97 0.76 0.50 0.23 0.06
ω/rad?s-1 28.8 25.7 22.0 18.0 15.9 13.0 8.5 4.3
①首先，他們讓一砝碼做半徑r為0.08m的圓周運(yùn)動，數(shù)字實驗系統(tǒng)通過測量和計算得到若干組向心力F和對應(yīng)的角速度ω，如下表．請你根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在圖甲上繪出F-ω的關(guān)系圖象．

②通過對圖象的觀察，興趣小組的同學(xué)猜測F與ω2成正比．你認(rèn)為，可以通過進(jìn)一步轉(zhuǎn)換，做出
F-ω2
F-ω2
關(guān)系圖象來確定他們的猜測是否正確．
③在證實了F∝ω2之后，他們將砝碼做圓周運(yùn)動的半徑r再分別調(diào)整為0.04m、0.12m，又得到了兩條F-ω圖象，他們將三次實驗得到的圖象放在一個坐標(biāo)系中，如圖乙所示．通過對三條圖象的比較、分析、討論，他們得出F∝r的結(jié)論，你認(rèn)為他們的依據(jù)是
做一條平行與縱軸的輔助線，觀察和圖象的交點中力的數(shù)值之比是否為1：2：3
做一條平行與縱軸的輔助線，觀察和圖象的交點中力的數(shù)值之比是否為1：2：3
．
④通過上述實驗，他們得出：做圓周運(yùn)動的物體受到的向心力F與角速度ω、半徑r的數(shù)學(xué)關(guān)系式是F=kω2r，其中比例系數(shù)k的大小為
0.037
0.037
．（計算結(jié)果取2位有效數(shù)字）
（Ⅱ）某同學(xué)想測量某導(dǎo)電溶液的電阻率，先在一根均勻的長玻璃管兩端各裝了一個電極（接觸電阻不計），兩電極相距L=0.700m，其間充滿待測的導(dǎo)電溶液．
用如下器材進(jìn)行測量：
電壓表（量程l5V，內(nèi)阻約30kΩ）； 電流表（量程300μA，內(nèi)阻約50Ω）；
滑動變阻器（10Ω，1A）；          電池組（電動勢E=12V，內(nèi)阻r=6Ω）；
單刀單擲開關(guān)一個、導(dǎo)線若干．
下表是他測量通過管中導(dǎo)電液柱的電流及兩端電壓的實驗數(shù)據(jù)．實驗中他還用20分度的游標(biāo)卡尺測量了玻璃管的內(nèi)徑，結(jié)果如圖2所示
U/V 0 1.0 3.0 5.0 7.0 9.0 11.0
I/μA 0 22 65 109 155 175 240

根據(jù)以上所述請回答下面的問題：
（1）玻璃管內(nèi)徑d的測量值為
30.75
30.75
mm；
（2）根據(jù)表1數(shù)據(jù)在圖3坐標(biāo)中已描點，請作出U-I圖象，根據(jù)圖象求出電阻R=
4.4×104～4.8×104
4.4×104～4.8×104
Ω（保留兩位有效數(shù)字）；
（3）計算導(dǎo)電溶液的電阻率表達(dá)式是ρ=
πRd
2
 
4L
πRd
2
 
4L
 （用R、d、L表示）
（4）請在（圖l）中補(bǔ)畫出未連接的導(dǎo)線．

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科目：高中物理 來源： 題型：

一位同學(xué)設(shè)計了用打點計時器測量木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)的實驗，實驗裝置如圖所示．長木板處于水平，裝砂的小桶（砂量可調(diào)整）通過細(xì)線繞過定滑輪與木塊相連接，細(xì)線的長度大于桌面的高度．用手突然推動木塊后，木塊拖動紙帶（圖中未畫出紙帶和打點計時器）沿水平木板運(yùn)動，小桶與地面接觸之后，木塊在木板上繼續(xù)運(yùn)動一段距離而停下．在木塊運(yùn)動起來后，打開電源開關(guān)，打點計時器在紙帶上打下一系列的點．改變小桶中的砂量，重復(fù)幾次實驗，得到幾條紙帶，選出其中的一條紙帶，圖中給出了紙帶上前后兩段所記錄的打點情況．量出兩段紙帶上1、2、3、4、5各計數(shù)點到0的距離如下表所示，由這條紙帶提供的數(shù)據(jù)，求：
（1）紙帶上1-5讀數(shù)點到0點的距離
（2）木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)．
（3）若紙帶上從第一個點到最后一個點的距離是49.2cm，求紙帶上這兩個點之間應(yīng)有多少個點？
單位：cm
1 2 3 4 5
前一段 4.8 9.6 14.4 19.2 24.0
后一段 3.96 7.44 10.44 12.96 15.00
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