分析 (1)根据验证系统机械能守恒需要验证的表达式,找出需要测量的物理量;
(2)分别求出P、Q的速度大小,再根据两物体速度相等,求出需要验证的表达式;
(3)分别求出P、R的速度大小,再根据两物体速度相等,求出需要验证的表达式;
(4)根据机械能守恒定律列式,化简,求出验证系统机械能守恒的表达式
解答 解:(1)要证明①,需要测量d和H,通过几何关系可证明沿绳分速度相等;要证明②,还需要测量H和x,根据运动学公式和动能定理列式可验证机械能守恒,故需要测量的物理量有d,H,x.故BCD正确;
故选:BCD.
(2)物块P的速度${v}_{P}^{\;}=\frac{x}{{t}_{1}^{\;}}$,物块Q的速度${v}_{Q}^{\;}=\frac{x}{{t}_{2}^{\;}}$,因此分析出P、Q的速度大小相等,即需要验证表达式$\frac{x}{{t}_{1}^{\;}}=\frac{x}{{t}_{2}^{\;}}$,化简可得验证t1=t2即可;
(3)物块R的速度${v}_{R}^{\;}=\frac{x}{{t}_{3}^{\;}}$,要验证物块R与物块P的沿绳分速度相等,则需要验证表达式${v}_{R}^{\;}cosθ={v}_{P}^{\;}$
即${v}_{R}^{\;}•\frac{H}{\sqrt{{H}_{\;}^{2}+(\frac{d}{2})_{\;}^{2}}}={v}_{P}^{\;}$,将${v}_{P}^{\;}$、${v}_{R}^{\;}$代入得:
$\frac{{t}_{3}^{\;}}{{t}_{1}^{\;}}=\frac{2H}{\sqrt{4{H}_{\;}^{2}+{d}_{\;}^{2}}}$
(4)整个系统减少的重力势能是$△{E}_{P}^{\;}=MgH$
增加的动能$△{E}_{k}^{\;}=\frac{1}{2}M{v}_{P}^{2}+\frac{1}{2}M{v}_{Q}^{2}+\frac{1}{2}M{v}_{R}^{2}$
要验证机械能守恒,则$△{E}_{P}^{\;}=△{E}_{K}^{\;}$,即验证表达式$gH=\frac{1}{2}{x}_{\;}^{2}(\frac{1}{{t}_{1}^{2}}+\frac{1}{{t}_{2}^{2}}+\frac{1}{{t}_{3}^{2}})$
故答案为:(1)BCD (2)${t}_{1}^{\;}={t}_{2}^{\;}$ (3)$\frac{{t}_{3}^{\;}}{{t}_{1}^{\;}}=\frac{2H}{\sqrt{4{H}_{\;}^{2}+{d}_{\;}^{2}}}$ (4)$gH=\frac{{x}_{\;}^{2}}{2{t}_{3}^{2}}+\frac{{x}_{\;}^{2}}{2{t}_{2}^{2}}+\frac{{x}_{\;}^{2}}{2{t}_{1}^{2}}$
点评 本题考查了验证机械能守恒定律的实验,解题的关键是明确实验原理,找出各物理量之间的关系,再结合机械能守恒定律写出需要验证的表达式.
科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | T2>T1 | B. | N1=N2 | C. | $\frac{F_1}{F_2}=\frac{M}{m}$ | D. | $\frac{a_1}{a_2}=\frac{m+M}{M}$ |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 比结合能越大表示原子核中核子结合得越松散,原子核越不稳定 | |
B. | 在光电效应实验中,用同种频率的光照射不同的金属表面,从金属表面逸出的光电子的最大初动能Ek越大,则这种金属的逸出功W0越小 | |
C. | α射线、β射线和γ射线是三种波长不同的电磁波 | |
D. | 放射性元素的半衰期不随温度和压强的变化而变化 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 细线所受的拉力不变 | B. | 小球P运动的线速度变大 | ||
C. | 小球P运动的周期不变 | D. | Q受到桌面的静摩擦力变小 |
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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科目:高中物理 来源: 题型:实验题
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科目:高中物理 来源: 题型:实验题
亚里士多德 | 伽利略 | |
研究问题的方法 | 思辨 | |
观点 | 物体下落快慢与物体轻重无关 |
时间单位t | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
距离单位s | 32 | 130 | 298 | 526 | 824 | 1192 | 1600 |
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