【題目】利用圖所示裝置進行驗證機械能守恒定律的實驗時,需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v和下落高度h。

(1)某班同學(xué)利用實驗得到的紙帶,設(shè)計了以下的四種測量方案:

A.用刻度尺測出物體下落的高度h,并測出下落時間t,通過vgt計算出瞬時速度v

B.用刻度尺測出物體下落的高度h,并通過計算出瞬時速度v

C.根據(jù)做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度等于這點前后相鄰兩點間的平均速度,測算出瞬時速度v,并通過hv2/2g計算出高度h

D.用刻度尺測出物體下落的高度h,根據(jù)做勻變速直線運動時紙帶上某點的瞬時速度,等于這點前后相鄰兩點間的平均速度,測算出瞬時速度v

以上方案中只有一種最科學(xué)并且誤差最小的是________(填入相應(yīng)的字母)

(2)在實驗中,某同學(xué)根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù),通過計算發(fā)現(xiàn),重錘在下落過程中,重錘動能的增加量略大于重錘勢能的減少量,若實驗測量與計算均無錯誤,則出現(xiàn)這一問題的原因可能是____

A.重錘的質(zhì)量偏大

B.交流電源的電壓偏高

C.交流電源的頻率小于50 Hz

D.重錘下落時受到的阻力過大

【答案】 D C

【解析】試題分析(1)解決實驗問題首先要掌握該實驗原理,了解實驗的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項.該實驗是驗證機械能守恒定律的實驗.因為我們知道自由落體運動只受重力,機械能就守恒.如果把重物的實際運動看成自由落體運動,再運用自由落體的規(guī)律求解速度,那么就不需要驗證.(2)關(guān)鍵是明確,在操作無誤的情況下,應(yīng)有,所以如果出現(xiàn)重錘動能的增加量略大于重錘勢能的減小量,根據(jù)可知,若實際交流電源的頻率小于50Hz時,將f=50Hz代入求出的速度就大于實際的速度,從而得出的結(jié)論

1)該實驗是驗證機械能守恒定律的實驗.因為我們知道自由落體運動只受重力,機械能就守恒.如果把重物的實際運動看成自由落體運動,再運用自由落體的規(guī)律求解速度,那么就不需要驗證呢.其中abc三項都是運用了自由落體的運動規(guī)律求解的,故ABC錯誤;D是運用勻變速直線運動規(guī)律求解的,所以正確的是D

2)根據(jù)可知,測量結(jié)果與重錘質(zhì)量m無關(guān),A錯誤;由可知,測量結(jié)果與電壓U無關(guān),B錯誤;由,其中,所以若實際交流電源的頻率小于50Hz,而將f=50Hz代入上式求出的速度要大于實際速度,從而導(dǎo)致,C正確;根據(jù)能量守恒定律可知,若重錘下落時受到的阻力過大,則重錘動能的增加量應(yīng)小于重力勢能的減少量,所以D錯誤.

練習(xí)冊系列答案
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【題目】下列器件應(yīng)用光傳感器的是

A. 話筒 B. 火災(zāi)報警器 C. 測溫儀 D. 電子秤

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【題目】某實驗小組用如圖所示的實驗裝置和實驗器材做探究恒力對小車做功與小車動能改變的關(guān)系實驗,在實驗中,該小組同學(xué)進行了平衡摩擦力后,把砂和砂桶的總重力當(dāng)作小車受到的合外力.

(1) 除實驗裝置中的儀器外,還需要的測量儀器有________________

(2)如圖為實驗中打出的一條紙帶,現(xiàn)選取紙帶中的A、B兩點來探究恒力對小車做功與小車動能改變的關(guān)系.已知打點計時器的打點周期為T,重力加速度為g.圖中已經(jīng)標明了要測量的物理量,另外,小車的質(zhì)量為M,砂和砂桶的總質(zhì)量為m,M遠大于m.用題中給出的字母,恒力對小車做的功可表示為________,小車動能的改變量可表示為________________,只要推導(dǎo)出二者在誤差范圍內(nèi)相等即可得出結(jié)論.

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【題目】圖為一個小型交流發(fā)電機的原理示意圖,其矩形線圈的面積為S,共有n匝,線圈總電阻為r,可繞與磁場方向垂直的固定對稱軸OO'轉(zhuǎn)動。線圈處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,線圈在轉(zhuǎn)動時可以通過滑環(huán)和電刷保持與外電路電阻R的連接。在外力作用下線圈以恒定的角速度繞軸OO'勻速轉(zhuǎn)動,(不計轉(zhuǎn)動軸及滑環(huán)與電刷的摩擦)從圖示位置開始計時,求:

(1)請寫出線圈產(chǎn)生的電動勢的瞬時值表達式;

(2)求線圈勻速轉(zhuǎn)動過程中交流電壓表的示數(shù);

(3)不計摩擦,經(jīng)過時間t,求外界驅(qū)動線圈做的功。

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【題目】第一次通過實驗方法比較準確地測出引力常量的物理學(xué)家是(

A. 牛頓 B. 卡文迪許 C. 第谷 D. 開普勒

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【題目】如圖所示,在水平地面上固定一傾角為θ的光滑斜面,在斜面底端的正上方高度為h處平拋一小球A,同時在斜面底端一物塊B以某一初速度沿斜面上滑,當(dāng)其滑到最高點時恰好與小球A相遇。小球A和物塊B均視為質(zhì)點,忽略空氣阻力,重力加速度為g,下列判斷正確的是

A. 物塊B沿斜面上滑的初速度為

B. 小球A下落的高度為

C. 小球A在空中運動的時間為

D. 小球A水平拋出時的速度為

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【題目】A,B兩物體在水平面上相向運動,其中物體A的質(zhì)量為m1=4 kg,兩物體發(fā)生碰撞前后的運動情況如圖所示。則:

(1)由圖可知AB兩物體在_____時刻發(fā)生碰撞,B物體的質(zhì)量m2________kg。

(2)碰撞過程中,系統(tǒng)的機械能損失量為______________J

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【題目】某物理課外小組利用圖(a)中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關(guān)系。途中,置于試驗臺上的長木板水平放置,其右端固定一輕滑輪:輕繩跨過滑輪,一段與放在木板上的小滑車相連,另一端可懸掛鉤碼。本實驗中可用的鉤碼共有N=5個,每個質(zhì)量均為0.010kg。實驗步驟如下:

(1)5個鉤碼全部放入小車中,在長木板左下方墊上適當(dāng)厚度的小物快,使小車 (和鉤碼)可以在木板上勻速下滑。

(2)n(依次取n=1,2,3,4,5)個鉤碼掛在輕繩右端,其余N-n各鉤碼仍留在小車內(nèi);用手按住小車并使輕繩與木板平行。釋放小車,同時用傳感器記錄小車在時刻t相對于其起始位置的位移s,繪制s-t圖像,經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應(yīng)的加速度a。

(3)對應(yīng)于不同的na值見下表。n=2時的s-t圖像如圖(b)所示:由圖(b)求出此時小車的加速度(保留2位有效數(shù)字),將結(jié)果填入下表。

(4)利用表中的數(shù)據(jù)在圖(c)中補齊數(shù)據(jù)點___________,并作出a-n圖像_______________。從圖像可以看出:當(dāng)物體質(zhì)量一定時,物體的加速度與其所受的合外力成正比。

(5)利用an圖像求得小車(空載)的質(zhì)量為_______kg(保留2位有效數(shù)字,重力加速度取g=9.8m·s–2)。

(6)若以保持木板水平來代替步驟(1),下列說法正確的是_______(填入正確選項前的標號)

A.an圖線不再是直線

B.an圖線仍是直線,但該直線不過原點

C.an圖線仍是直線,但該直線的斜率變大

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【題目】下列說法中正確的是

A. 物體的動量變化,其速度大小一定變化

B. 物體的動量變化,其速度方向一定變化

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D. 物體的速率變化,其動量一定變化

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