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7．圖a是在“驗證機械能守恒定律”這一學生實驗中，質量為1kg的重物自由下落，打出的紙帶如圖所示，其中O為打出的第一個點．已知交流電源頻率為50Hz，長度單位為cm，試問：

（1）若重錘的質量為1.0kg，當地重力加速度g=9.8m/s2，由圖b所給的數據可算出（結果保留2位有效數字）：
①從O點下落到e點的過程中，重力勢能減少為0.49 J，
②打e點時重錘的動能為0.48J；
（2）試指出造成第（1）問中①②計算不等的原因是因為重錘拖著紙帶在下落過程中因為摩擦，受到阻力的作用．

分析 利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度和加速度，從而求出動能．根據功能關系得重力勢能減小量等于重力做功的數值．

解答 解：（1）①從O點下落到e點的過程中，減少的重力勢能△Ep=mgh=1×9.8×5.01×10-2=0.49J
②根據勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上e點時小車的瞬時速度大小．
ve=$\frac{{x}_{df}}{2T}$=$\frac{0.0706-0.0314}{2×0.02}$=0.98m/s
增加的動能△Ek=$\frac{1}{2}$mve2=$\frac{1}{2}$×1×（0.98）2=0.48J
（2）△Ep＞△Ek的原因是由于紙帶和打點計時器限位孔之間有摩擦以及空氣阻力．
故答案為：（1）①0.49，②0.48；
（2）因為重錘拖著紙帶在下落過程中因為摩擦，受到阻力的作用．

點評 能夠清楚該實驗的工作原理和實驗步驟，熟練應用勻變速直線運動規(guī)律來解決紙帶問題是力學實驗中常見的問題，計算要注意單位的換算和有效數字的保留．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

18．如圖所示的電路中，R1=9Ω，R2=30Ω，R3=15Ω，S閉合時，電流表A的示數為0.2A，S斷開時，電流表A的示數為0.3A．求：電源電動勢E和內阻r的值．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

19．如圖所示，一物體按不同方法置于同一粗糙水平地面上，在水平力F的作用下向右作直線運動，設地面與物體各接觸面的動摩擦因數相等，則有關下列說法正確的是（　　）
A．甲、乙兩圖中物體所受摩擦力相等
B．甲圖中物體所受摩擦力大于乙圖中物體所受摩擦力
C．甲圖中物體所受摩擦力一定等于F
D．甲、乙兩圖中物體所受摩擦力可能大于F

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

15．某興趣小組的實驗裝置如圖1所示，通過電磁鐵控制的小球從A點自由下落，下落過程中經過光電門B時，通過與之相連的毫秒計時器（圖中未畫出）記錄下?lián)豕鈺r間t，測出A、B之間的距離h．實驗前應調整光電門位置使小球下落過程中球心通過光電門中的激光束

（1）若用該套裝置驗證機械能守恒，已知重力加速度為g，還需要測量的物理量為D
A．A點與地面間的距離H          B．小球的質量m
C．小球從A到B的下落時間tAB     D．小球的直徑d
（2）用游標卡尺測得小球直徑如圖2所示，則小球直徑為1.14cm，某次小球通過光電門毫秒計數器的讀數為3ms，則該次小球通過光電門B時的瞬時速度大小為 v=3.8m/s
（3）若用該套裝置進行“探究做功和物體速度變化關系”的實驗，大家提出以下幾種猜想：W∝v；W∝v2；W∝$\sqrt{v}$…．然后調節(jié)光電門B的位置，計算出小球每次通過光電門B的速度v1、v2、v3、v4…，并測出小球在A、B間的下落高度h1、h2、h3、h4…，然后繪制了如圖3所示的h-v圖象．若為了更直觀地看出h和v的函數關系，他們下一步應該重新繪制A．
A．h-v2圖象     B．h-$\sqrt{v}$圖象     C．h-$\frac{1}{v}$圖象      D．h-$\frac{1}{\sqrt{v}}$圖象．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

2．某研究性學習小組利用伏安法測定某一電池組的電動勢和內阻，實驗原理如圖甲所示，其中，虛線框內為用靈敏電流計G改裝的電流表A，V為標準電壓表，E為待測電池組，S為開關，R為滑動變阻器，R1是標稱值為4.0Ω的定值電阻．
①已知靈敏電流計G的滿偏電流Ig=100 μA，內阻rg=2.0kΩ，若要改裝后的電流表滿偏電流為200mA，應并聯(lián)一只阻值為1.0Ω（保留兩位有效數字）的定值電阻R0；
②根據圖甲，用筆畫線代替導線將圖乙連接成完整電路；

③該小組在前面實驗的基礎上，為探究圖甲電路中各元器件的實際阻值對測量結果的影響，用一已知電動勢和內阻的標準電池組，通過上述方法多次測量后發(fā)現：電動勢的測量值與已知值幾乎相同，但內阻的測量值總是偏大．若測量過程無誤，則內阻測量值總是偏大的原因是CD．（填選項前的字母）
A．電壓表內阻的影響
B．滑動變阻器的最大阻值偏小
C．R1的實際阻值比標稱值偏大
D．R0的實際阻值比計算值偏大．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

12．圖示是甲乙兩物體從同一點開始做直線運動的圖象，下列說法正確的是（　�。�
A．若y表示位移，則0-t1時間內甲的位移小于乙的位移
B．若y表示位移，則t1時甲的速度大于乙的速度
C．若y表示速度，則0-t1時間內甲的位移小于乙的位移
D．若y表示速度，則t1時甲的速度大于乙的速度

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

19．下列實驗操作，正確的是（　�。�
A．“驗證機械能守恒”的實驗中，應使重錘從盡可能遠離打點計時器的位置下落
B．“驗證力的平行四邊形定則”實驗中，將橡皮筋沿相同方向拉長相同的長度就可使合力和分力的作用效果相同
C．“探究加速度與力和質量的關系”實驗中，應將軌道適當傾斜，使小車能夠在軌道上由靜止開始下滑
D．“探究功與速度的關系”實驗中，放置小車的木板應盡可能水平

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

16．探究小組利用傳感器研究小球在擺動過程中的機械能守恒定律，實驗裝置如圖1所示，在懸點處裝有拉力傳感器，可記錄小球在擺動過程中各時刻的拉力值，小球半徑、擺線的質量和擺動過程中擺線長度的變化可忽略不計．實驗過程如下：
（1）測量小球質量m．擺線長L，重力加速度g已知；
（2）將小球拉離平衡位置某一高度h處無初速度釋放，在傳感器采集的數據中提取最大值為F，小球擺到最低點時的動能表達式為$\frac{1}{2}（F-mg）L$（用上面給定物理量的符號表示）；
（3）改變高度h，重復上述過程，獲取多組擺動高度h與對應過程的拉力最大值F的數據，在F-h坐標系中描點連線：
（4）通過描點連線，發(fā)現h與F成線性關系，如圖2所示，可證明小球擺動過程中機械能守恒．
（5）根據F-h圖線中數據，可求得小球質量m=0.10kg，擺線長L=0.80m（計算結果保留兩位有效數字，重力加速度g=10m/s2．）
（6）如果小球的半徑不可忽略，則在（5）中所得擺線長L的值與真實值相比偏大（填“偏大”或“偏小”）．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

17．在如圖所示的電路中，電源的電動勢為E，內阻為r，R1、R2、R3為定值電阻，R為滑動變阻器，C為電容器，電流表和電壓表均為理想電表，在滑動變阻器滑片P向下端滑動的過程中，下列說法正確的是（　　）
A．電壓表的示數變小B．電流表的示數變小
C．電阻R2消耗的功率增大D．電容器C所帶的電荷量減小

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