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15.在“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器电源频率50Hz,当地重力加速度的值为9.80m/s2.下落物体的质量为1.00kg.若实验中测得连续三个计时点A、B、C到第一个点的距离如图所示.则:
(1)打B点时,重物下落的速度为0.98m/s.
(2)从O点到B点的过程中,重力势能的减少量是0.49J. 

分析 (1)根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度.
(2)根据下降的高度求出重力势能的减小量.

解答 (1)B点的瞬时速度为:
${v}_{B}=\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{(7.06-3.14)×1{0}^{-2}}{0.04}$m/s=0.98m/s.
(2)从O点到B点的过程中,重力势能的减少量为:
△Ep=mgh=1×9.8×0.0501J≈0.49J.
故答案为:(1)0.98,0.49.

点评 解决本题的关键掌握纸带的处理方法,会通过纸带求解瞬时速度,从而得出动能的增加量,会根据下降的高度求解重力势能的减小量.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

6.简谐运动是我们研究过的一种典型运动方式.
(1)一个质点做机械振动,如果它的回复力与偏离平衡位置的位移大小成正比,而且方向与位移方向相反,就能判定它是简谐运动.如图1所示,将两个劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧套在光滑的水平杆上,弹簧的两端固定,中间接一质量为m的小球,此时两弹簧均处于原长.现将小球沿杆拉开一段距离后松开,小球以O为平衡位置往复运动.请你据此证明,小球所做的运动是简谐运动.
(2)以上我们是以回复力与偏离平衡位置的位移关系来判断一个运动是否为简谐运动.但其实简谐运动也具有一些其他特征,如简谐运动质点的运动速度v与其偏离平衡位置的位移x之间的关系就都可以表示为v2=v02-ax2,其中v0为振动质点通过平衡位置时的瞬时速度,a为由系统本身和初始条件所决定的不变的常数.请你证明,图2中小球的运动也满足上述关系,并说明其关系式中的a与哪些物理量有关.已知弹簧的弹性势能可以表达为$\frac{1}{2}k{x^2}$,其中k是弹簧的劲度系数,x是弹簧的形变量.
(3)一质点沿顺时针方向以速度v0做半径为R的匀速圆周运动,如图所示.请结合第(2)问中的信息,分析论证小球在x方向上的分运动是否符合简谐运动这一特征.

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