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    6．冲击摆为一个右端开口、底面水平的小铁盒，可绕水平轴O在竖直平面内转动，内部放有一直径略小于铁盒边长的小球Q．竖直刻度板固定在水平桌面上，在其上O的正下方安装有一挡板K，它能阻挡铁盒的运动但不影响Q的运动．在地面上，将一块附上复写纸和白纸的木板竖直立于小球抛出点的正前方，如图所示．某同学用该冲击摆验证机械能守恒定律，主要实验步骤如下：
    ①将冲击摆拉到P点由静止释放，摆到最低点时铁盒被K挡住，小球水平飞撞在木板上留有痕迹A；
    ②将木板向右移动x，再让摆从P点由静止释放，小球撞到木板上留下痕迹B；
    ③将木板向右再移动距离x，同样让摆从P点由静止释放，小球撞到木板上留下痕迹C；
    ④测出AB间距为y1，AC间距离为y2．
    已知小球的质量为m（kg），当地的重力加速度为g（m/s2）．完成下列填空：
    （1）小球摆到最低点时的速度v=$x\sqrt{\frac{g}{{y}_{2}-2{y}_{1}}}$（用题中物理量的字母表示）；
    （2）某次实验中测得x=10.0cm，y1=2.10cm，y2=8.40cm，则摆动过程中小球动能的增加量为△Ek=0.12mgJ；
    （3）本次实验中在刻度板上读出P点到K小球下降的高度h=12.8cm，则小球在摆动过程中重力势能的减少量为|△Ep|=0.13mgJ；
    （4）比较（2）、（3）中△Ek和|△Ep|的值，发现△Ek和|△Ep|并不相等，造成这一结果的具体原因是空气阻力的影响，木板未能保持竖直等．（写出一条即可）

    分析 （1）根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，结合水平位移和时间间隔求出小球在最低点的速度．
    （2）根据最低点的速度求出小球在摆到过程中动能的增加量．
    （3）根据下降的高度求出重力势能的减小量．
    （4）通过比较动能增加量和重力势能减小量的关系，分析存在误差的原因．

    解答 解：（1）小球通过最低点后做平抛运动，在竖直方向上，根据${y}_{2}-2{y}_{1}=g{T}^{2}$得，
    T=$\sqrt{\frac{{y}_{2}-2{y}_{1}}{g}}$，
    则小球摆到最低点的速度v=$\frac{x}{T}$=$x\sqrt{\frac{g}{{y}_{2}-2{y}_{1}}}$．
    （2）小球在摆到过程中动能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{v}^{2}$=$\frac{1}{2}m{x}^{2}\frac{g}{{y}_{2}-2{y}_{1}}$=$\frac{1}{2}×mg×0.01×\frac{1}{0.084-0.042}$≈0.12mgJ．
    （3）小球在摆动过程中重力势能的减少量为|△Ep|=mgh=0.128mg≈0.13mgJ．
    （4）发现△Ek和|△Ep|并不相等，造成这一结果的具体原因是空气阻力的影响，木板未能保持竖直等．
    故答案为：（1）$x\sqrt{\frac{g}{{y}_{2}-2{y}_{1}}}$，
    （2）0.12mg，
    （3）0.13mg，
    （4）空气阻力的影响，木板未能保持竖直等．

    点评 本题运用平抛运动验证机械能守恒定律，抓住动能的增加量和重力势能的减小量是否相等进行验证，通过平抛运动的规律求出最低点的速度是关键．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    16．关于曲线运动，下列说法中正确的是（　　）
    A．做曲线运动的物体．受到的合外力大小一定变化
    B．在平衡力作用下的物体，可以做曲线运动
    C．只要物体做圆周运动，它所受的合外力一定指向圆心
    D．做曲线运动的物体，受到的合外力方向可能始终保持不变

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    17．两个共点力的大小分别是3N和4N，则这两个力的合力大小不可能为（　　）
    A．2NB．4NC．6ND．8N

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    14．如图所示，小球质量为m，用长为l的细绳悬挂在一枚细钉上，用一大小为F的水平恒力拉球，至细绳偏转角度为θ（θ＜90°）时撤去，如在运动中绳子始终处于伸直状态．求：
    （1）小球能上升的最大高度．
    （2）小球又回到最低点时，细绳上张力的大小．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    1．交流发电机在工作时电动势为e=EmsinωtV．若将电机的转速提高一倍，同时将电枢所围面积减小一半，其他条件不变，则其电动势变为（　　）
    A．e′=Emsin$\frac{ωt}{2}$B．e′=2Emsin$\frac{ωt}{2}$C．e′=Emsin2ωtD．e′=$\frac{E_m}{2}$sin2ωt

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    11．下列说法正确的是（　　）
    A．为了解释光电效应现象，爱因斯坦建立了光子说，指出在光电效应现象中，光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系
    B．汤姆逊根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定，阴极射线的本质是带负电的粒子流，并测出了这种粒子的比荷
    C．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子的能量减小了
    D．已知中子、质子和氘核的质量分别为mn、mp和mD，则氘核的比结合能为$\frac{（{m}_{n}+{m}_{p}-{m}_{D}）{c}^{2}}{2}$（c表示真空中的光速）
    E．放射性元素发生β衰变，新核的化学性质不变

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    18．以不同的抛射角抛出三个小球A、B、C（不计空气阻力），三球在空中的运动轨迹如图所示，下列说法中正确的是（　　）
    A．A、B、C三球在运动过程中，加速度都相同
    B．A球的射高最大，所以最迟落地
    C．B球的射程最远，所以最迟落地
    D．A、C两球的水平位移相等，所以两球的水平速度分量相等

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    15．某同学用“验证机械能守恒定律”的实验装置测定当地重力加速度．
    （1）接通电源释放重物时，装置如图甲所示，该同学操作中存在明显不当的一处是释放时重物离打点计时器太远；
    （2）该同学经正确操作后得到如图乙所示的纸带，取连续的六个打点A、B、C、D、E、F为计数点，测得点A到B、C、D、E、F的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5．若电源的频率为f，则打E点时重物速度的表达式为vE=$\frac{（{h}_{5}-{h}_{3}）f}{2}$；
    （3）分别计算出各计数点对应的速度值，并在画出速度的二次方（v2）与距离（h）的关系图线如图丙所示，则测得的重力加速度大小为9.60m/s2．（保留3位有效数字）

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    16．用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，已知重力加速度为g，即可验证机械能守恒定律．
    ①下面列举了该实验的几个操作步骤：
    A．按照图示的装置安装器件；
    B．将打点计时器接到电源的直流输出端上；
    C．用天平测量出重锤的质量；
    D．先释放悬挂纸带的夹子，然后接通电源开关打出一条纸带；
    E．测量打出的纸带上某些点之间的距离；
    F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能在误差范围内是否等于增加的动能．
    其中没有必要或操作不恰当的步骤是BCD（填写选项对应的字母）
    ②如图2所示是实验中得到一条纸带，将起始点记为O，并在离O点较远的任意点依次选取6个连续的点，分别记为A、B、C、D、E、F，量出与O点的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5、h6，使用交流电的周期为T，设重锤质量为m，则在打E点时重锤的动能为$\frac{{m{{（{h_6}-{h_4}）}^2}}}{{8{T^2}}}$，在打O点和E点这段时间内的重力势能的减少量为mgh5．
    ③在本实验中发现，重锤减少的重力势能总是大于（填“大于”或“小于”）重锤增加的动能，主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用，为了测定阻力大小，可算出②问中纸带各点对应的速度，分别记为v1至v6，并作${v_n}^2$-hn图象，如图3所示，直线斜率为k，则可测出阻力大小为$m（g-\frac{k}{2}）$．

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