精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
6.如图1所示,是验证重物自由下落过程中机械能守恒的实验装置.请按要求作答:

(1)实验时使重物靠近打点计时器下端,先接通电源,后释放纸带,纸带上打下一系列点.
(2)选取一条符合要求的纸带如图2所示,标出打下的第一个点O,从纸带的适当位置依此选取相邻的三个点A,B,C,分别测出到O点的距离为x1、x2、x3,已知重物的质量为m,重力加速度为g,打点时间间隔为T,则自开始下落到打下B点的过程中,重物减少的重力势能为△EPB=mgx2,增加的动能为△EkB=$\frac{1}{2}$m${(\frac{{{x}_{3}-x}_{1}}{2T})}^{2}$.
(3)实验中,利用υB2=2gx2求得△EKB,通过比较△EkB与△EpB大小,来验证机械能守恒,这种做法是否正确?答:不正确(填“正确”或“不正确”)

分析 打点计时器应使用交流电源,重物应紧靠打点计时器,应该先接通电源,后释放纸带.
纸带法实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的推论,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度,从而求出动能.根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值.

解答 解:(1)实验时使重物靠近打点计时器下端,应该先接通电源,后释放纸带,纸带上打下一系列点.
(2)重物减少的重力势能为:△EPB=mgx2
利用匀变速直线运动的推论得:
vB=$\frac{{{x}_{3}-x}_{1}}{2T}$
加的动能为△EkB=$\frac{1}{2}$m${v}_{B}^{2}$=$\frac{1}{2}$m${(\frac{{{x}_{3}-x}_{1}}{2T})}^{2}$,
(3)该实验是验证机械能守恒定律的实验.因为我们知道自由落体运动只受重力,机械能就守恒.如果把重物看成自由落体运动,再运用自由落体的规律求解速度,那么就不需要验证呢.所以不能由υB2=2gx2算出下落到该点B时的速度,应该根据某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度求解,所以这种做法不正确.
故答案为:(1)接通电源;释放纸带
(2)mgx2;$\frac{1}{2}$m${(\frac{{{x}_{3}-x}_{1}}{2T})}^{2}$
(3)不正确

点评 本题考查验证机械能守恒定律实验的操作步骤及注意事项.难度中等.由于纸带通过时受到较大的阻力和重锤受到的空气阻力,重力势能有相当一部分转化给摩擦产生的内能,所以重力势能的减小量明显大于动能的增加量.要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:解答题

16.某实验小组设计了如图1所示的实验装置,一根轻质细绳绕过定滑轮A和轻质动滑轮B后,一端与力传感器相连,另一端与小车相连.动滑轮B下面悬挂一个钩码.

某次实验中,由静止开始向右拉动纸带的右端,使小车向右加速运动,由传感器测出细绳对小车的拉力为F=0.69N,打点计时器打出的纸带如图2所示,打点计时器使用交流电的频率为f=50Hz,重力加速度为g=10m/s2,试回答下列问题:
(1)打点计时器打下标号为“3”的计数点时,小车的速度v3=1.62m/s (保留3位有效数字);
(2)要求尽可能多的利用图2中的数据计算小车运动的加速度大小a,结果是a=3.0m/s2(保留1位小数);
(3)不计轻绳与滑轮及轴与滑轮之间的摩擦,动滑轮B下面所悬挂钩码的质量m=0.12kg.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:解答题

17.如图所示,一束同位素离子流从狭缝S1射入速度选择器,其中有部分离子沿直线通过速度选择器并从狭缝S2射出,接着又沿着与电场垂直的方向,竖直向下的场强为E的匀强电场,最后打在照相底片D上.已知同位素离子的电荷量为q(q>0),速度选择器内部存在着相互垂直的场强大小为E0的匀强电场和磁感应强度大小为B0的匀强磁场,照相底片D与狭缝S1、S2的连线平行且距离为L,不计离子的重力.

(1)求从狭缝S2射出的离子速度v0的大小;
(2)若打在照相底片上的离子在偏转电场中沿速度v0方向飞行的距离为x,求x与离子质量m之间的关系式(用E0、B0、E、q、L示).

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:选择题

14.图甲中一理想变压器原、副线圈匝数之比为55:6,其原线圈两端接入如图乙所示的正弦交流电,副线圈通过电流表与阻值R=48Ω的负载电阻相连.若交流电压表和交流电流表都是理想电表,则下列说法中正确的是(  )
A.电压表的示数是24$\sqrt{2}$V
B.电流表的示数为0.50A
C.变压器原线圈得到的功率是24W
D.原线圈输入的正弦交变电流的频率是50Hz

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:多选题

1.2015年2月7日,木星发生“冲日”现象,“木星冲日”是指木星和太阳正好分处地球的两侧,三者成一条直线,木星和地球绕太阳公转的方向相同,公转轨迹都近似为圆,设木星公转半径为R1,周期为T1;地球公转半径为R2,周期为T2.下列说法正确的是(  )
A.$\frac{T_1}{T_2}={({\frac{R_1}{R_2}})^{\frac{2}{3}}}$
B.$\frac{T_1}{T_2}={({\frac{R_1}{R_2}})^{\frac{3}{2}}}$
C.“木星冲日”这一天象的发生周期为$\frac{{2{T_1}{T_2}}}{{{T_1}-{T_2}}}$
D.“木星冲日”这一天象的发生周期为$\frac{{{T_1}{T_2}}}{{{T_1}-{T_2}}}$

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:解答题

11.如图所示.MN是足够长的光滑绝缘水平轨道.质量为m的带正电A球,以水平速度υ0射向静止在轨道上带正电的B球,至A、B相距最近时,A球的速度变为$\frac{υ_0}{4}$,已知A、B两球始终没有接触.求:
(1)B球的质量;
(2)A、B两球相距最近时,两球组成的电势能增量.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:解答题

18.如图所示,在xOy平面的第Ⅱ象限的某一区域有垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B1,该磁场区域的边界为半圆形.有一质量m=10-12kg、带正电q=10-7C的a粒子从O点以速度v0=105m/s,沿与y轴正方向成θ=30°射入第Ⅱ象限,经磁场偏转后,从y轴上的P点垂直于y轴射出磁场,进入第Ⅰ象限,P点纵坐标为yP=3m,y轴右侧和垂直于x轴的虚线左侧间有平行于y轴指向y轴负方向的匀强电场,a粒子将从虚线与x轴交点Q进入第Ⅳ象限,Q点横坐标xQ=6$\sqrt{3}$m,虚线右侧有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B2=B1.不计粒子的重力,求:
(1)匀强电场的电场强度E的大小(保留三位有效数字).
(2)半圆形磁场磁感应强度B1的大小及该半圆形磁场区域的最小面积S.
(3)若在a粒子刚进入磁场B1的同时,另有一质量m=10-12kg、带负电q=10-7C的b粒子,从y轴上的M点(图中未画)仍以速度v0垂直于y轴射入电场,a、b两粒子将在磁场B2区域迎面相遇于N点,求N点的坐标.(不计a、b粒子间的相互作用力)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:填空题

15.如图所示为一种获得高能粒子的装置.A、B为两块中心开有小孔的极板,每当带电粒子经过A、B板时,都会被加速.其原理如下:当粒子飞到A板小孔时,A、B板间的加速电压变为U;每当粒子飞离电场后即做匀速圆周运动,A、B板间的电势差立即变为零.粒子在A、B间的电场中一次次被加速,动能不断增大,并保持匀速圆周运动半径R不变(A、B两极板间的距离远小于R).当t=0时,质量为m、电荷量为+q的粒子正好静止在A板小孔处,不考虑带电粒子重力的影响.若两板间距为d,则该粒子第一次飞过两板间所需时间为d$\sqrt{\frac{2m}{qU}}$;该粒子第九次和第十次飞过两板间所需时间之比为(3-$\sqrt{8}$):($\sqrt{10}$-3)(无需分母有理化).

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:解答题

16.如图1所示的电路,金属丝固定在两接线柱a、b上,鳄鱼夹c与金属丝接触良好,现用多用电表测量保护电阻R0的阻值,完成相关的内容:

①将转换开关转到“Ω×1”挡,红、黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮.使指针恰好停在欧姆刻度线的零刻度线处.
②先断开开关S,再将红、黑表笔分别接在R0的两端,测量结果如图2所示,则R0的阻值为2Ω.

查看答案和解析>>

同步练习册答案