15.某同學(xué)利用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶,如圖所示,在紙帶上取6個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),兩個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T=0.02s.其中1、2、3點(diǎn)相鄰,4、5、6點(diǎn)相鄰,在3點(diǎn)和4點(diǎn)之間還有若干個(gè)點(diǎn).s1是1、3兩點(diǎn)的距離,s2是2、5兩點(diǎn)的距離,s3是4、6兩點(diǎn)的距離.

(1)實(shí)驗(yàn)過程中,下列操作正確的是BD.
A.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接在220V交流電源上
B.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,然后松開紙帶
C.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先松開紙帶,然后迅速打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
D.紙帶應(yīng)理順,穿過限位孔并保持豎直
(2)點(diǎn)2速度的表達(dá)式v2=$\frac{{S}_{1}}{2T}$.
(3)該同學(xué)測(cè)得的數(shù)據(jù)是s1=4.40cm,s2=16.20cm,s3=8.40cm,重物(質(zhì)量為0.3kg)在豎直方向上運(yùn)動(dòng)從點(diǎn)2運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)5過程中,勢(shì)能減少量為0.476J.動(dòng)能增加量為0.480J(結(jié)果保留三位有效數(shù)字,重力加速度g=9.8m/s2

分析 (1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接在4-6V的交流電源上,實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源,再釋放紙帶.
(2)根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出點(diǎn)2的瞬時(shí)速度.
(3)根據(jù)平均速度的推論分別求出點(diǎn)2、點(diǎn)5的瞬時(shí)速度,從而求出動(dòng)能的增加量,根據(jù)下降的高度求出重力勢(shì)能的減小量.

解答 解:(1)A、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器解4-6V的交流電源.故A錯(cuò)誤.
B、實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源,再松開紙帶.故B正確,C錯(cuò)誤.
D、為了減小阻力,紙帶應(yīng)理順,穿過限位孔并保持豎直.故D正確.
故選:BD.
(2)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,則v2=$\frac{{S}_{1}}{2T}$.
(3)點(diǎn)2的瞬時(shí)速度v2=$\frac{{S}_{1}}{2T}$=$\frac{4.40×1{0}^{-2}}{0.04}$m/s=1.1m/s,
點(diǎn)5的瞬時(shí)速度v5=$\frac{{S}_{3}}{2T}$=$\frac{8.40×1{0}^{-2}}{0.04}$=2.1m/s,
則動(dòng)能的增加量△Ek=$\frac{1}{2}$mv52-$\frac{1}{2}$mv22=$\frac{1}{2}$×0.3×(2.12-1.12)=0.480J.
重力勢(shì)能的減小量△Ep=mgs2=0.3×9.8×0.162J=0.476J.
故答案為:(1)BD;(2)$\frac{{S}_{1}}{2T}$;(3)0.476J;0.480J.

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握實(shí)驗(yàn)的原理,以及實(shí)驗(yàn)注意的事項(xiàng),知道誤差形成的原因.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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5.2017年,中國航天最大的看點(diǎn)應(yīng)屬嫦娥五號(hào).根據(jù)計(jì)劃,我國將在今年11月底前后發(fā)射嫦娥五號(hào)探測(cè)器,實(shí)現(xiàn)月球軟著陸及采樣返回.這意味著我國探月工程“繞、落、回”三步走的最后一步即將完成.為了了解相關(guān)信息,小明同學(xué)通過網(wǎng)絡(luò)搜索獲取了地月系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)資料如下表:
地球半徑R=6400km
地球表面重力加速度g0=9.80m/s2
月球表面重力加速度g′=1.56m/s2
月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度v=1km/s
月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)周期T=27.3d
已知萬有引力常量G,根據(jù)這些數(shù)據(jù)可以估算出的物理量是( 。
A.月球半徑B.月球質(zhì)量
C.月球的第一宇宙速度D.地-月之間的距離

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6.鋪設(shè)鐵軌時(shí),每兩根鋼軌接縫處都必須留有一定的間隙,勻速運(yùn)行的列車經(jīng)過軌端接縫處時(shí),車輪就會(huì)受到一次沖擊.由于每一根鋼軌長度相等.所以這個(gè)沖擊力是周期性的,列車受到周期性的沖擊做受迫振動(dòng).普通鋼軌長為12.6m,列車固有振動(dòng)周期為0.315s.下列說法正確的是( 。
A.列車的危險(xiǎn)速率為20 m/s
B.列車的危險(xiǎn)速率為40 m/s
C.列車過橋需要減速,是為了防止發(fā)生共振現(xiàn)象
D.列車運(yùn)行的振動(dòng)頻率和列車的固有頻率總是相等的
E.增加鋼軌的長度有利于列車高速運(yùn)行

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3.如圖所示,一名跳臺(tái)滑雪運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過一段時(shí)間的加速滑行后從O點(diǎn)水平飛出,經(jīng)過3s落到斜坡上的A點(diǎn).已知O點(diǎn)是斜坡的起點(diǎn),斜坡與水平面的夾角θ=37°,運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量m=50kg.不計(jì)空氣阻力(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8;g取10m/s2).求:
(1)A點(diǎn)與O點(diǎn)的距離L;
(2)運(yùn)動(dòng)員離開O點(diǎn)時(shí)的速度大。

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10.如圖所示為一特殊區(qū)域:質(zhì)量為m=0.2kg的小球(視為質(zhì)點(diǎn))在矩形abcd區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)只受一個(gè)與ad邊垂直的恒力F作用,F(xiàn)=2.0N;小球在矩形區(qū)域外運(yùn)動(dòng),不受任何力作用.PQ為與ad邊平行的足夠長擋板,已知矩形ab邊長l1=10cm,ad邊長l2=25cm,ad與PQ間的距離為h=15cm.小球從ab邊的中點(diǎn)O以平行于ad邊的速度v0=2m/s射入矩形區(qū)域,最后落在擋板上.求:
(1)計(jì)算說明:小球從哪條邊離開矩形區(qū)域;
(2)小球在擋板上的落點(diǎn)與O點(diǎn)之間的距離.

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20.從離地面高h(yuǎn)處以v0水平拋出的質(zhì)量為m的物體,其重力勢(shì)能與下落時(shí)間t的圖象如圖所示(以地面為零勢(shì)面),其中正確的是( 。
A.B.C.D.

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7.用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.實(shí)驗(yàn)所用的電源為學(xué)生電源,輸出電壓有交流電和直流電兩種.重錘從高處由靜止開始下落,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在重錘拖著的紙帶上打出一系列的點(diǎn),對(duì)圖中紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量,即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.

(1)下列幾個(gè)操作步驟中:
A.按照?qǐng)D示,安裝好實(shí)驗(yàn)裝置;
B.將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的“交流輸出”上;
C.用天平測(cè)出重錘的質(zhì)量;
D.先釋放重錘,后接通電源,紙帶隨著重錘運(yùn)動(dòng),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的點(diǎn);
E.測(cè)量紙帶上某些點(diǎn)間的距離;
F.根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過程中減少的重力勢(shì)是否等于增加的動(dòng)能.
沒有必要的是,操作錯(cuò)誤的是D.(填步驟前相應(yīng)的字母)
(2)在實(shí)驗(yàn)中,質(zhì)量m=1kg的物體自由下落,在選定的紙帶上依次取計(jì)數(shù)點(diǎn)如圖2所示,紙帶上所打的點(diǎn)記錄了物體在不同時(shí)刻的位置,那么紙帶的左端(填“左”或“右”)與重物相連.相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.04s.那么從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下起點(diǎn)O到打下B點(diǎn)的過程中,物體重力勢(shì)能的減少量Ep=2.28J,此過程中物體動(dòng)能的增加量Ek=2.26J.(取g=9.8m/s2,保留三位有效數(shù)字)這樣驗(yàn)證的系統(tǒng)誤差總是使重力勢(shì)能的減少量大于(填大于、小于或等于)動(dòng)能的增加量,原因是因摩擦生熱,減少的重力勢(shì)能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.

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4.在研究材料A的熱膨脹特性時(shí),可采用如圖所示的干涉實(shí)驗(yàn)法,A的上表是一光滑平面,在A的上方放一個(gè)透明的平行板B,B與A上表面平行,在它們之間形成一個(gè)厚度均勻的空氣膜,現(xiàn)用波長為λ的單色光垂直照射,同時(shí)對(duì)A緩慢加熱,在B上方觀察到B板的亮度發(fā)生周期性地變化.當(dāng)溫度為t1時(shí)最亮,然后亮度逐漸減弱;當(dāng)溫度為t2時(shí)達(dá)到最暗,則( 。
A.出現(xiàn)最暗時(shí),B上表面反射光與A上表面反射光疊加后減弱
B.出現(xiàn)最暗時(shí),B下表面反射光與A上表面反射光疊加后加強(qiáng)
C.溫度從t1升到t2的過程中,A的高度增加$\frac{λ}{4}$
D.溫度從t1升到t2的過程中,A的高度增加$\frac{λ}{2}$

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5.在伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)中,小球從斜面A上離斜面底端為h高處滾下斜面,通過最低點(diǎn)后繼續(xù)滾上另一個(gè)斜面B,小球最后會(huì)在斜面B上某點(diǎn)速度變?yōu)榱,這點(diǎn)距斜面底端的豎直高度仍為h.在小球運(yùn)動(dòng)過程中,下面的敘述正確的是(  )
A.小球在A斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí),離斜面底端的豎直高度越來越小,小球的運(yùn)動(dòng)速度越來越大
B.小球在A斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí),動(dòng)能越來越小,勢(shì)能越來越大
C.小球在B斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí),速度越來越大,離斜面底端的高度越來越小
D.小球在B斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí),動(dòng)能越來越小,勢(shì)能越來越大

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