精英家教網 > 高中物理 > 題目詳情
15．如圖1是在利用重錘下落驗證機械能守恒定律的實驗中得到的一條紙帶．已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，當地的重力加速度 g=9.80m/s2，測得所用重物的質量為1.00kg，紙帶上0點為打的第一個點，A、B、C、D是某部分連續(xù)打出的四個點，它們到0點的距離如圖2所示．則由圖中數據可知，打點計時器打下計數點C時，物體的速度VC=3.90m/s；重物由0點運動到C點的過程中，重力勢能的減少量等于7.62J，動能的增加量等于7.61J（取三位有效數字）．

實驗結果發(fā)現動能增量不等于重力勢能的減少量；造成這種現象的主要原因是C
A．選用的重錘質量過大
B．數據處理時出現計算錯誤
C．空氣對重錘的阻力和打點計時器對紙帶的阻力
D．實驗時操作不夠細，實驗數據測量不準確．

分析 根據某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出C點速度大小，從而得出動能的增加量，根據下降的高度求出重力勢能的減小量．
根據實驗的原理確定實驗誤差的來源．

解答 解：C點的瞬時速度為：${v}_{C}=\frac{{x}_{BD}}{2T}=\frac{0.8578-0.7018}{0.04}m/s$=3.90m/s，
則動能的增加量為：$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{C}}^{2}$=$\frac{1}{2}×1×3．{9}^{2}$=7.61J；
重力勢能的減小量為：△Ep=mgh=1×9.8×0.7776J=7.62J．
實驗結果發(fā)現動能增量不等于重力勢能的減少量；造成這種現象的主要原因是空氣對重錘的阻力和打點計時器對紙帶的阻力．故選：C．
故答案為：3.90，7.62，7.61，C．

點評 正確解答實驗問題的前提是明確實驗原理，從實驗原理出發(fā)進行分析所需實驗器材、所測數據、誤差分析等，會起到事半功倍的效果；并運用運動學公式和動能、重力勢能的定義式解決問題是該實驗的常規(guī)問題．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

5．科學家近日在太陽系外發(fā)現了一顆類地行星，其半徑約為地球的$\frac{2}{3}$，質量與地球差不多，自轉速度和地球接近可以忽略．據此可知（　�。�
A．該行星的第一宇宙速度小于7.9km/s
B．該行星近地衛(wèi)星的環(huán)繞周期小于地球近地衛(wèi)星的環(huán)繞周期
C．該行星近地衛(wèi)星的向心加速度約為地球近地衛(wèi)星向心加速度的1.5倍
D．該行星表面重力加速度約為地球表面重力加速度的$\frac{4}{9}$

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

6．“驗證機械能守恒定律”的實驗如圖1采用重物自由下落的方法：

（1）下列操作步驟中，正確的有A．
A．圖中兩限位孔必須在同一直線上
B．實驗前，手提住紙帶上端，紙帶不必豎直
C．實驗時，先放手松開紙帶再接通打點計時器電源
D．數據處理時，應選擇紙帶上距離較近的兩點作為初、末位置
（2）實驗中，發(fā)現重錘減少的勢能總是大于重錘增加的動能，造成這種現象的主要原因是C．
A．選用的重錘質量過大
B．數據處理時出現計算錯誤
C．空氣對重錘的阻力和打點計時器對紙帶的阻力
D．實驗時操作不夠細，實驗數據測量不準確
（3）實驗中，已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，當地的重力加速度g=9.80m/s2，所用重物的質量為1.00kg，實驗中得到一點跡清晰的紙帶（圖2），把第一點記作O，另選連續(xù)的4個點A、B、C、D作為測量的點，經測量知道A、B、C、D到0點的距離分別為62.99cm，70.18cm，77.76cm，85.73cm，根據以上的數據，可知重物由0運動到C點，重力勢能的減小量等于7.62J，動能的增加量等于7.56J．（本題中計算結果均保留三位有效數字）
（4）通過實驗得出的結論是：誤差允許范圍內機械能守恒．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：多選題

3．“水流星”是一種常見的雜技項目，該運動可以簡化為輕繩一端系著小球在豎直平面內的圓周運動模型，如圖所示，已知繩長為l，重力加速度為g，不計空氣阻力，則（　�。�
A．小球運動到最低點Q時，處于失重狀態(tài)
B．當v0＜$\sqrt{gl}$時，細繩始終處于繃緊狀態(tài)
C．當v0＞$\sqrt{6gl}$時，小球一定能通過最高點P
D．小球初速度v0越大，則在P、Q兩點繩對小球的拉力差越大

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

10．某同學利用下圖裝置來做“驗證機械能守恒定律”實驗
（1）現有器材：打點計時器、學生電源、鐵架臺（包括鐵夾）、紙帶、附夾子的重錘、刻度尺、秒表、導線若干和開關，其中此實驗不需要使用的器材是秒表 
（2）如果實驗室中供實驗選擇的重物有：A是質量為50g的塑料球，B是質量為500g的鐵球，則本實驗應選用B；（選填A或B）

（3）若實驗中所用重錘的質量m=0.3kg，打點計時器所用電源的頻率為50Hz，正確操作得到的紙帶如圖乙所示，O點對應重錘開始下落的時刻，另選連續(xù)的三個計時點A、B、C作為測量的點，圖中的數據分別為計數點A、B、C到起始點O的距離，取重力加速度g=9.8m/s2，則打點計時器在打B點時，重錘的速度大小是3.0m/s，從初始位置O到打下計數點B的過程中，重錘的重力勢能的減少量為1.4J（結果都保留兩位有效數字）
（4）在數據處理中，該同學發(fā)現物體重力勢能的減少量△Ep總是大于 （選填“大于”“等于”或“小于”）物體動能的增加量△Ek，主要原因是C（填選項前的字母）
A．選用的重錘質量過大
B．沒用天平稱重物質量
C．空氣對重錘的阻力和打點計時器對紙帶的阻力．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

20．下列說法正確的是（　�。�
A．牛頓利用扭秤裝置比較準確地測出了引力常量，體現了放大和轉換的思想
B．開普勒以天體間普遍存在的引力為依據，運用嚴密的邏輯推理建立了萬有引力定律
C．為了探究勻速圓周運動向心力F與小球質量m、角速度ω、半徑r的關系，物理上采用了控制變量的方法
D．愛因斯坦提出的狹義相對論表明經典力學適用于微觀粒子和高速運動物體

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

7．如圖所示，同一光滑軌道上靜止放置A、B、C三個物塊，質量分別是mA=1.0kg，mB=mC=2.0kg；B物塊的右端裝有一輕質彈簧．現讓A物塊以水平速度v0向右運動，與B發(fā)生彈性正碰，碰后A立即反彈，B則以速度v=2.0m/s向右推動C，彈簧沒有超過彈性限度．求：
①A物塊的水平速度v0；
②整個運動過程中，彈簧的最大彈性勢能

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

6．關于電流的描述，下列說法中正確的是（　�。�
A．因為電流有方向，所以電流是矢量
B．電子運動的速率越大，電流一定越大
C．自由電子定向移動的方向為電流的方向
D．自由電荷的定向運動形成電流

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

7．如圖，用“碰撞試驗器”可以驗證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系．
①試驗中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的．但是，可以通過僅測量C（填選項前的序號）來間接地解決這個問題
A．小球開始釋放高度h
B．小球拋出點距地面的高度H
C．小球做平拋運動的射程
②圖中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影，實驗時，先讓入射球m1多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點的位置P，測量平拋射程OP，然后，把被碰小球m2靜止于軌道的水平部分，再將入射小球m1從斜軌上S位置靜止釋放，與小球m2相撞，并多次重復．椐圖可得兩小球質量的關系為m1＞m2，接下來要完成的必要步驟是ADE（填選項的符號）
A．用天平測量兩個小球的質量m1、m2
B．測量小球m1開始釋放高度h
C．測量拋出點距地面的高度h
D．分別找到m1、m2相碰后平均落地點的位置M、N
E．測量平拋射程OM，ON
③若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為m1•OM+m2•ON=m1OP用②中測量的量表示）
若碰撞是彈性碰撞．那么還應滿足的表達式為m1•OM2+m2•ON2=m1OP2（用②中測量的量表示）．

查看答案和解析>>

同步練習冊答案