(1)如圖1為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖.
①某同學(xué)按照正確操作選的紙帶如圖所示,其中O是起始點(diǎn),A、B、C、D、E是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下的5個(gè)點(diǎn),打點(diǎn)頻率為50Hz,該同學(xué)用毫米刻度尺測(cè)量O到A、B、C、D、E各點(diǎn)的距離,并記錄在圖2中(單位:cm),重錘的質(zhì)量為m=0.1kg,重力加速度g=9.80m/s2.根據(jù)以上數(shù)據(jù)當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打到D點(diǎn)時(shí),重物重力勢(shì)能的減少量為______J,動(dòng)能的增加量為______J.(要求計(jì)算數(shù)值保留三位有效數(shù)字)
②該裝置也可用于精度要求不是很高的重力加速度g的測(cè)量,依據(jù)第(2)問中選取的紙帶可計(jì)得重力加速度g=______m/s2.(要求計(jì)算數(shù)值保留三位有效數(shù)字)
(2)某同學(xué)做“測(cè)量金屬絲電阻率”的實(shí)驗(yàn).
①首先,他用螺旋測(cè)微器在被測(cè)金屬絲上的三個(gè)不同位置各測(cè)一次直徑,并求出其平均值作為金屬絲的直徑d.其中某次測(cè)量如圖3所示,這次測(cè)量對(duì)應(yīng)位置金屬導(dǎo)線的直徑為______mm;
②然后他測(cè)量了金屬絲的電阻.實(shí)驗(yàn)中使用的器材有:
a.金屬絲(長度x為1.0m,電阻約5Ω~6Ω)
b.直流電源(4.5V,內(nèi)阻不計(jì))
c.電流表(200mA,內(nèi)阻約1.0Ω)
d.電壓表(3V,內(nèi)阻約3kΩ)
e.滑動(dòng)變阻器(50Ω,1.5A)
f.定值電阻R1(5.0Ω,1.5A)
g.定值電阻R2(10.0Ω,1.0A)
h.定值電阻R3(100.0Ω,1.0A)
i.開關(guān),導(dǎo)線若干
該同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)的電路圖如圖4所示,且在實(shí)驗(yàn)中兩塊電表的讀數(shù)都能接近滿偏值,定值電阻應(yīng)該選______(選填“R1”、“R2”或“R3”);
③設(shè)法保持金屬絲的溫度不變,而逐漸減小上述金屬絲(長度為x)接入電路的長度x,當(dāng)電壓表的示數(shù)保持不變時(shí),下列圖象中正確反映了金屬絲電阻消耗的功率P隨x變化規(guī)律的是______.
【答案】分析:(1)根據(jù)平均速度等于瞬時(shí)速度求出D點(diǎn)的速度,根據(jù)動(dòng)能、勢(shì)能的公式求出重力勢(shì)能的減少量和動(dòng)能的增加量;
(2)①螺旋測(cè)微器固定刻度與可動(dòng)刻度的示數(shù)之和是螺旋測(cè)微器的示數(shù).
②根據(jù)電路中最大電壓與最大電流的比值求出待測(cè)電阻與定值電阻的和,選擇定值電阻;.
③當(dāng)溫度不變時(shí),接入電路的金屬絲的電阻與接入電路的長度x成正比,然后根據(jù)功率的公式判斷功率隨接入電路的長度x的變化規(guī)律.
解答:解:(1)①重力勢(shì)能的減少量:△EP=mgh=0.190J
平均速度等于瞬時(shí)速度求出D點(diǎn)的速度:m/s
所以動(dòng)能的增加量為:J
②重力勢(shì)能的減少量:△EP=mgh=0.190J

代人數(shù)據(jù)得:a=9.69m/s2
(2)①螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為:主尺+半毫米+轉(zhuǎn)筒=0mm+0.5mm+2.6×0.01mm=0.526mm;
②電路中最大電壓與最大電流的比值求出待測(cè)電阻與定值電阻的和:Ω
所以:R=10Ω故選項(xiàng)定值電阻R2
③流過金屬絲的電流:
金屬絲的功率:
當(dāng)時(shí),功率P有最大值.但由于Rx<R2,在這一范圍內(nèi),功率P是單調(diào)增函數(shù),故正確的選項(xiàng)是B.
故答案為:
(1)①0.190,0.186(0.187也可);②9.69;
(2)①0.526(0.524~0.528);②R 2;③B
點(diǎn)評(píng):(1)根據(jù)平均速度等于瞬時(shí)速度求出D點(diǎn)的速度,根據(jù)動(dòng)能、勢(shì)能的公式求出重力勢(shì)能的減少量和動(dòng)能的增加量;
(2)螺旋測(cè)微器固定刻度與可動(dòng)刻度示數(shù)之和是螺旋測(cè)微器的示數(shù),螺旋測(cè)微器要估讀.接入電路的金屬絲的電阻與接入電路的長度x成正比,然后根據(jù)功率的公式判斷功率隨接入電路的長度x的變化規(guī)律.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)某同學(xué)想利用古代拋石機(jī)的模型驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)
械能守恒定律,如圖1所示,一輕桿可繞固定于水平地面的豎直支架上的轉(zhuǎn)動(dòng)軸O轉(zhuǎn)動(dòng),輕桿左端固定一小球A,輕桿右端的勺形槽內(nèi)放置另一小球B.當(dāng)將輕桿由靜止釋放后,A球向下運(yùn)動(dòng)可帶動(dòng)輕桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),直到輕桿到達(dá)豎直位置時(shí),B球被水平拋出.實(shí)驗(yàn)前已測(cè)得小球A、B的質(zhì)量分別為mA、mB,A、B的球心離O的距離分別為LA、LB,轉(zhuǎn)軸O離地面的高度為h0,已知重力加速度為g.
(1)該同學(xué)在某次實(shí)驗(yàn)時(shí),將輕桿從水平位置無初速釋放,則從釋放到B球剛被拋出的過程中,系統(tǒng)勢(shì)能的減少量為
 
;B球落地后,測(cè)得B球落地點(diǎn)與O點(diǎn)的水平距離為s,則由此可知,從釋放到B球剛被拋出的過程中,系統(tǒng)動(dòng)能的增加量為
 

(2)(多選題)為減小實(shí)驗(yàn)誤差,可采取的措施有
 

(A)盡量減小B球的質(zhì)量           (B)選用硬度較高的輕桿
(C)盡量減小轉(zhuǎn)軸O處的摩擦         (D)在同一高度多次釋放A球的前提下,取B球的平均落點(diǎn),然后測(cè)量s
(3)為進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)精度,也可多次改變A球釋放的初始位置,如圖2所示.測(cè)出A球離地高度h及對(duì)應(yīng)的B球落地點(diǎn)與O點(diǎn)的水平距離s,然后根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作
 
圖象,若得到一條過原點(diǎn)的直線,也可證明系統(tǒng)機(jī)械能守恒.

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

精英家教網(wǎng)宋元襄陽大戰(zhàn)時(shí),元軍使用了“襄陽炮”--首先在襄樊使用而得名(如圖甲).“襄陽炮”是在古代拋石機(jī)(也叫發(fā)石車)的基礎(chǔ)上制造出來的.拋石機(jī)的結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單,在一個(gè)木架上做一橫軸,并在軸與橫軸中間穿插一根長桿,桿的一端系著一個(gè)裝石塊的皮窠,另一端系著幾十條或百余條繩索.使用時(shí),將石塊放入皮窠,一聲令下,眾人齊拉繩索,皮窠中的石塊便飛也似地拋出.利用古代拋石機(jī)的模型可以用來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.如圖乙所示,圖中O為固定于水平地面的支架與輕桿間的轉(zhuǎn)軸;A為固定于桿端、質(zhì)量為MA的球;B球質(zhì)量為MB,放在輕桿另一端勺形槽內(nèi).假設(shè)每次操作是將輕桿從水平狀態(tài)無初速釋放,讓A球向下轉(zhuǎn)動(dòng)到桿豎直時(shí)將B球無阻力地拋出.
(1)為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑢?shí)驗(yàn)中除了要測(cè)定MA、MB,A、B的球心離O的距離LA,LB以外,還需要測(cè)量:
 

A.A球從釋放運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的時(shí)間t     B.O離地面的高度h
C.B球落地點(diǎn)與O的水平距離S         D.A球的直徑D
(2)為使實(shí)驗(yàn)誤差盡量小,可采取的措施有:
 

A.B球的質(zhì)量盡可能要小     B.支架處地面與B球落地處地面要在同一水平面上
C.桿的硬度盡量的高        D.多次釋放A球,取B球的平均落點(diǎn)
(3)試用上面測(cè)量的物理量寫出系統(tǒng)勢(shì)能的減少量為
 
,動(dòng)能的增加量為
 
,正常情況下會(huì)出現(xiàn)前者
 
后者(填“大于”、“等于”或“小于”)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

某同學(xué)想利用古代拋石機(jī)的模型驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)
械能守恒定律,如圖1所示,一輕桿可繞固定于水平地面的豎直支架上的轉(zhuǎn)動(dòng)軸O轉(zhuǎn)動(dòng),輕桿左端固定一小球A,輕桿右端的勺形槽內(nèi)放置另一小球B.當(dāng)將輕桿由靜止釋放后,A球向下運(yùn)動(dòng)可帶動(dòng)輕桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),直到輕桿到達(dá)豎直位置時(shí),B球被水平拋出.實(shí)驗(yàn)前已測(cè)得小球A、B的質(zhì)量分別為mA、mB,A、B的球心離O的距離分別為LA、LB,轉(zhuǎn)軸O離地面的高度為h0,已知重力加速度為g.
(1)該同學(xué)在某次實(shí)驗(yàn)時(shí),將輕桿從水平位置無初速釋放,則從釋放到B球剛被拋出的過程中,系統(tǒng)勢(shì)能的減少量為______;B球落地后,測(cè)得B球落地點(diǎn)與O點(diǎn)的水平距離為s,則由此可知,從釋放到B球剛被拋出的過程中,系統(tǒng)動(dòng)能的增加量為______.
(2)(多選題)為減小實(shí)驗(yàn)誤差,可采取的措施有______
(A)盡量減小B球的質(zhì)量           (B)選用硬度較高的輕桿
(C)盡量減小轉(zhuǎn)軸O處的摩擦         (D)在同一高度多次釋放A球的前提下,取B球的平均落點(diǎn),然后測(cè)量s
(3)為進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)精度,也可多次改變A球釋放的初始位置,如圖2所示.測(cè)出A球離地高度h及對(duì)應(yīng)的B球落地點(diǎn)與O點(diǎn)的水平距離s,然后根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作______圖象,若得到一條過原點(diǎn)的直線,也可證明系統(tǒng)機(jī)械能守恒.
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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解