【題目】利用圖1實驗裝置探究重物下落過程中動能與重力勢能的轉(zhuǎn)化問題。

(1)實驗操作步驟如下,請將步驟B補充完整:

A.按實驗要求安裝好實驗裝置;

B.使重物靠近打點計時器,接著先___,后__,打點計時器在紙帶上打下一系列的點;

C.圖為一條符合實驗要求的紙帶,O點為打點計時器打下的第一個點。分別測出若干連續(xù)點A、B、CO點之間的距離h1、h2、h3。

(2)已知打點計時器的打點周期為T,重物質(zhì)量為m,重力加速度為g,結(jié)合實驗中所測得的h1、h2、h3,可得重物下落到B點時的速度大小為________,紙帶從O點下落到B點的過程中,重物增加的動能為________,減少的重力勢能為________。

(3)取打下O點時重物的重力勢能為零,計算出該重物下落不同高度h時所對應(yīng)的動能Ek和重力勢能Ep,建立坐標系,橫軸表示h,縱軸表示EkEp,根據(jù)數(shù)據(jù)在圖中已繪出圖線和圖線。已求得圖線斜率的絕對值k1=2.94J/m,請計算圖線的斜率k2=________J/m(保留三位有效數(shù)字)。重物和紙帶下落過程中所受平均阻力與重物所受重力的比值為________(用k1k2表示)。

【答案】接通電源 釋放紙帶 mgh2 2.80

【解析】

(1)[1][2]如果先釋放紙帶后接通電源,有可能會出現(xiàn)小車已經(jīng)拖動紙帶運動一段距離,電源才被接通,那么紙帶上只有很小一段能打上點,利用率太低,因此應(yīng)當先接通電源后釋放紙帶。

(2)[3][4][5]B點的瞬時速度為

重物動能的增加量為

重力勢能減小量為

(3)[6][7]取在O點重物的重力勢能為零,因為初位置的動能為零,則機械能為零,每個位置對應(yīng)的重力勢能和動能互為相反數(shù),即重力勢能的絕對值與動能相等,而圖像的斜率不同,原因是重物和紙帶下落過程中需要克服阻力做功。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可得

根據(jù)動能定理可得

變形后可得

又由于

由此可以得出

所以重物和紙帶下落過程中所受平均阻力和重物所受重力的比值為。

練習(xí)冊系列答案
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A. 陸地勘查衛(wèi)星二號的發(fā)射速度大于11.2km/s

B. 陸地勘查衛(wèi)星二號運行速度一定大于7.9km/s

C. 衛(wèi)星進入預(yù)定軌道后,衛(wèi)星內(nèi)的物體處于完全失重狀態(tài)

D. 衛(wèi)星進入預(yù)定軌道后,衛(wèi)星內(nèi)的物體不受地球引力作用

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(1)距Q水平距離為的圓環(huán)中心到底板的高度;

(2)小球運動到Q點時速度的大;

(3)小球運動到Q點時對軌道壓力的大小和方向。

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A. D、E、F三點的電勢分別為6V、4V、3V

B. D、E、F三點的電勢分別為7V、6V、3V

C. 電場線方向從D指向A

D. 電場線方向從C指向F

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A.星球A的質(zhì)量一定小于B的質(zhì)量

B.星球A的線速度一定小于B的線速度

C.雙星間距離一定,雙星的質(zhì)量越大,其轉(zhuǎn)動周期越大

D.雙星的質(zhì)量一定,雙星之間的距離越大,其轉(zhuǎn)動周期越大

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A. 恒力F一定沿與水平方向成30°角斜向右下的方向

B. 恒力F和小圓環(huán)的重力的合力一定沿與水平方向成30°角斜向右下的方向

C. 若恒力F的方向水平向右,則恒力F的大小為mg

D. 恒力F的最小值為mg

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(1)電場強度的大小和方向;

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