15．在“驗證機械能守恒定律的實驗”中，已知打點計時器使用的交流電源的周期為0.02s，當?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2．該實驗選取的重錘質(zhì)量為0.2kg，選取如圖所示的一段紙帶并測量出相鄰各點之間的距離，利用這些數(shù)據(jù)驗證重錘在通過第2點至第5點間的過程中是否遵循機械能守恒定律．通過紙帶上的數(shù)據(jù)可以計算出重錘在第2個點時動能為0.355J，重錘在位置5時的動能為0.603J；重錘從第2點運動至第5點的過程中重力勢能的減少量為0.255J，機械能的減小量為0.007J，機械能減少的原因可能是由于紙帶與打點計時器之間的摩擦力做負功，造成機械能減小．（寫出一條即可）

分析 紙帶法實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，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，從而求出動能．根據(jù)功能關(guān)系得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值．

解答 解：根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度等于該過程中的平均速度有：
v5=$\frac{{x}_{46}}{2T}$=$\frac{0.0472+0.051}{2×0.02}$=2.455m/s
在第5點位置時重錘的動能為：EK5=$\frac{1}{2}$mv52=0.603J
重力做功等于重力勢能的減小量，因此有：
重錘從第2點至第5點間的過程中重力勢能的減小量為
△EP=mgx25=0.2×9.80×（0.0396+0.0434+0.0472）=0.255J
而重錘從第2個點到5個點動能變化量△EK=0.603-0.355=0.248J
那么機械能的減小量為△E=0.255-0.248=0.007J；
機械能減少的原因可能是由于紙帶與打點計時器之間的摩擦力做負功，造成機械能減�。�
故答案為：0.603，0.255，0.007，由于紙帶與打點計時器之間的摩擦力做負功，造成機械能減小．

點評 用運動學公式、推論和動能、重力勢能的定義式解決問題是該實驗的常規(guī)問題，要注意單位的換算和造成機械能減小的原因．

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

5．一個質(zhì)點沿直線運動，其v-t圖象如圖所示．關(guān)于質(zhì)點在0～3s內(nèi)的運動，下面判斷正確的是（　�。�
A．一直做勻變速直線運動
B．在t=1s時運動方向發(fā)生了改變
C．前1s內(nèi)做勻速運動，之后靜止
D．前1s內(nèi)做勻減速運動，之后做勻速運動

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

6．如圖所示，B、C、D三點都在以點電荷+Q為圓心的某同心圓弧上，將一試探電荷從A點分別移到B、C、D各點時，電場力做功WAB、WAC、WAD的大小關(guān)系是（　�。�
A．WAB=WAC=WADB．WAB＞W(wǎng)AC=WADC．WAB＞W(wǎng)AC＞W(wǎng)ADD．WAD＞W(wǎng)AC＞W(wǎng)AB

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

3．如圖所示，電梯的頂部掛有一個彈簧測力計，其下端掛了一個重物，電梯勻速直線運動時，彈簧測力計的示數(shù)為10N，在某時刻電梯中的人觀察到彈簧測力計的示數(shù)變?yōu)?N，關(guān)于電梯的運動，以下說法正確的是（g取10m/s2）（　�。�
A．電梯可能向上加速運動，加速度大小為12m/s2
B．電梯可能向下減速運動，加速度大小為2m/s2
C．電梯可能向下加速運動，加速度大小為2m/s2
D．電梯可能向下減速運動，加速度大小為12m/s2

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

10．下列反應(yīng)中屬于核聚變反應(yīng)的是（　�。�
A．${\;}_{92}^{238}$U→${\;}_{90}^{234}$Th+${\;}_{2}^{4}$He
B．${\;}_{90}^{234}$Th→${\;}_{91}^{234}$Pa+${\;}_{-1}^{0}$e
C．${\;}_{92}^{235}$U+${\;}_{0}^{1}$n→${\;}_{56}^{144}$Ba+${\;}_{36}^{89}$Kr+3${\;}_{0}^{1}$n
D．${\;}_{1}^{2}$H+${\;}_{1}^{3}$H→${\;}_{2}^{4}$He+${\;}_{0}^{1}$n

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

20．物體在空氣中運動會受到空氣的阻力作用，科學研究發(fā)觀，物體在空氣中運動時所受空氣阻力與運動速率成正比關(guān)系．滿足F1=kv，k為比例系數(shù)，v為運動的瞬時速率，阻力的方向與速度方向相反．在離地面高為H處，將質(zhì)量為m的小球水平拋出，從拋出點以水平向右的初速度v0開始運動，已知小球在著地前已經(jīng)豎直向下做勻速運動，重力加速度為g求：
（1）若小球在拋出點運動的加速度大小為a，則空氣阻力比例系數(shù)k的大��；
（2）小球從拋出到著地過程中機械能的變化．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

7．如圖所示，傾角θ=37°的光滑固定的斜面底端固定一輕彈簧，勁度系數(shù)k=$\frac{2mg}{5l}$，質(zhì)量為2m的物塊A與質(zhì)量為m的物塊B用不可伸長的輕質(zhì)細繩通過固定在斜面頂部、大小可忽略的定滑輪連接，開始時，使物塊A與B均靜止，物塊A與彈簧自由端的距離為l，現(xiàn)從靜止釋放兩物塊，不計一切摩擦和空氣阻力，cos37°=0.8，sin37°=0.6，彈簧彈性勢能的表達式EP=$\frac{1}{2}$kx2（x為彈簧長度的改變量），重力加速度g取10m/s2．
（1）物塊A的最大速度為多大？
（2）當物塊A的速度達到最大值時，用特殊裝置立即將物塊A卡住，使其速度立即變?yōu)榱�，求整個過程中物塊B上升的最大高度．

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科目：高中物理 來源：2017屆黑龍江省高三上學期期中考試物理試卷（解析版） 題型：選擇題

一輛質(zhì)量為m的汽車在發(fā)動機牽引力F的作用下，沿水平方向運動。在t0時刻關(guān)閉發(fā)動機，其運動的v?t圖像如圖所示。已知汽車行駛過程中所受的阻力是汽車重力的k倍，已知重力加速度為g，則

A. 加速過程與減速過程的平均速度之比為1∶2

B. 加速過程與減速過程的位移大小之比為1∶2

C. 0--時間內(nèi)汽車克服阻力做的功為

D. 0--汽車牽引力F做的功為

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

7．關(guān)于物體的慣性，下列說法正確的是（　�。�
A．速度大的物體不能很快地停下來，是因為速度大的物體慣性大
B．靜止的火車起動時，速度變化很慢，是因為靜止的物體慣性大
C．乒乓球可以快速抽殺，是因為乒乓球慣性小
D．空間站中的物體能“漂浮”，是因為物體在空間中不具有慣性

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