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14.在用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗中,質量為m=1.00kg的重物自由下落,打點計時器在紙帶上打出一系列的點,如圖所示為選取的一條符號實驗要求的紙帶,0為第一個點(速度恰好為零),每兩個計數點之間還有四個點未畫出,選連續(xù)的三個計數點A、B、C作為測量的點,經測量A、B、C各點到0點的距離分別為50.50cm、86.00cm、130.50cm,已知打點計時器每隔0.02秒打一次點,取g=10米/秒2

根據以上數據,可計算打B點時的速度為vB=4.00m/s,重物由0點運動到B點,重力勢能減少了8.43J,動能增加了8.00J,根據所測量數據還可以求出物體實際下落的加速度為9.00m/s2,物體從A下落到B的過程中所受到的平均阻力為0.800N(計算結果保留3位有效數字).

分析 利用在勻變速直線運動中,中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度來求B的速度大小,然后根據動能、勢能定義進一步求得動能和勢能的變化情況.
該實驗的誤差主要來源于紙帶和打點計時器的摩擦以及空氣阻力的存在.

解答 解:由于每相鄰兩個計數點間還有4個點沒有畫出,所以相鄰的計數點間的時間間隔T=0.1s,
中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度來求B的速度大�。�
vB=1.30500.50502×0.11.30500.50502×0.1=4.00m/s;
重物由O點運動到B點,重力勢能減少了△EP=mgh=1×9.8×0.86=8.43J
動能的增加量△Ek=1212mv2Bv2B=1212×1×42=8.00J
利用勻變速直線運動的推論得:
物體下落的加速度a=1.30500.860.860.50500.12=9.00m/s2,
根據牛頓第二定律可以得到mg-f=ma,所以f=mg-ma=m(g-a)=1×(9.8-9.0)N=0.800N,
(3)根據所測量的數據,阻力的來源主要有紙帶與打點計時器間有摩擦阻力,或存在空氣阻力.
故答案為:(1)4.00;8.43;8.00;
(2)9.00;0.800;

點評 解決本題的關鍵掌握驗證機械能守恒定律的實驗原理,掌握紙帶的處理方法,會通過紙帶求解加速度和瞬時速度.

練習冊系列答案
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4.下列說法正確的有( �。�
A.經典物理學適用于宏觀低速領域,具有局限性
B.光具有波動性和粒子性,即波粒二象性
C.電動機利用了通電線圈在磁場中受到的安培力的作用原理
D.利用科技手段可以使物體的速度達到3.5×108m/s
E.手機通信必須依靠電磁波
F.紅外線人體測溫儀可以迅速測量體溫,它是一種傳感器
G.只要把閉合線圈放在磁感應強度很大勻強磁場中,并且讓磁感線穿過線圈,線圈一定會產生感應電流
H.閉合線圈如果在磁場中作切割磁感線的運動,一定會產生感應電流

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

5.如圖,用“碰撞實驗器”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)若入射小球質量為m1,半徑為r1;被碰小球質量為m2,半徑為r2,則C
A.m1>m2,r1>r2
B.m1>m2,r1<r2
C.m1>m2,r1=r2
D.m1<m2,r1=r2
(2)為完成此實驗,需要使用的測量工具除了刻度尺外還必需的是天平.
(3)安裝軌道時,軌道末端必須水平.
(4)設入射小球的質量為m1,被碰小球的質量為m2,P為碰前入射小球落點的平均位置,則關系式(用m1、m2及圖中字母表示)m1¯OP=m1¯OM+m2¯ON成立,即表示碰撞中動量守恒.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

2.LC回路中電容器兩端電壓U隨時間t變化的關系如圖所示,則( �。�
A.在時刻t2,電路中的電流為零
B.在時刻t3,電路中的磁場能最大
C.從時刻t2至t3,電路中的電場能不斷增大
D.從時刻t3至t4,電容器所帶的電荷量不斷增大

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

9.在“驗證機械能守恒定律”的實驗中,打點計時器所用電源頻率為50Hz,當地重力加速度的值為9.80m/s2,測得所用重物的質量為1.00kg.若按實驗要求正確地選出紙帶進行測量,量得連續(xù)三點A、B、C到第一個點的距離如圖所示(相鄰計數點時間間隔為0.02s),那么:

①紙帶的左端端與重物相連;
②打點計時器打下計數點B時,物體的速度vB=1.90m/s;
③從起點O到打下計數點B的過程中重力勢能減少量是△Ep=1.91J,此過程中物體動能的增加量△Ek=0.48J(取g=9.8m/s2);(結果保留三位有效數字)
④實驗的結論是在實驗誤差允許范圍內,機械能守恒.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

19.假設地球是一半徑為R,質量分布均勻的球體.假設一礦井深度為d=R2,已知質量分布均勻的球殼對殼內物體的引力為零.礦井底部和地面處的重力加速度大小之比為(  )
A.4B.14C.2D.12

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6.洛倫茲力演示儀可以演示電子在勻強磁場中的運動徑跡.圖甲為洛倫茲力演示儀實物圖,圖乙為洛倫茲力演示儀結構示意圖.演示儀中有一對彼此平行的共軸串聯(lián)的圓形線圈(勵磁線圈),當通過勵磁線圈的電流為I時,線圈之間產生沿線圈軸向、磁感應強度B=kI(k=1×10-3T/A)的勻強磁場;半徑R=103cm的圓球形玻璃泡內有電子槍,可通過加速電壓U對初速度為零電子加速并連續(xù)發(fā)射出,電子剛好從球心的正下方S點沿水平方向射出.已知圖乙所示演示儀中勵磁線圈產生的磁場方向垂直紙面向里,OS=10cm,電子的比荷em取1.75×1011C/kg.

(1)若電子槍的加速電壓U=35V,則電子離開電子槍的速度大小是多少?
(2)電子以(1)問中的速度進入磁場,且勵磁線圈中的電流大小I=1A,則電子在磁場中運動的半徑是多少?
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3.如圖所示,兩根完全相同的輕質彈簧,下端固定在地面上,質量不同、形狀相同的兩物塊分別置于兩彈簧上端但不栓接,現(xiàn)用外力作用在物體上,使兩彈簧具有相同的壓縮量,撤去外力后,兩物塊由靜止向上運動并離開彈簧,則從撤去外力到物塊速度第一次減為零的過程,兩物塊一定滿足(彈簧始終在彈性限度之內,以地面為零勢能面)( �。�
A.兩物塊達最大速度時的高度相同B.上升的最大高度不同
C.最大加速度相同D.最大重力勢能不同

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4.要測量一電源的電動勢E(小于3V)和內阻r(約1Ω),現(xiàn)有下列器材:電壓表V(3V和15V兩個量程)、電阻箱(0~999.9Ω)、定值電阻R0=3Ω、開關和導線.某同學根據所給器材設計如下的實驗電路.

(1)電路中定值電阻R0的作用是保護電源,防止短路.
(2)請根據圖甲電路,在圖乙中用筆畫線代替導線連接電路.
(3)該同學調節(jié)電阻箱阻值R,讀出對應的電壓表讀數U,得到二組數據:R1=1.0Ω時U1=2.4V;R2=2.0Ω時U2=2.5V.由這二組數可求得電源的電動勢為E=3.0V,內阻為r=1.0Ω.(保留兩位有效數字)

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