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10.為了測(cè)出井口到水面的距離,讓一個(gè)小石塊從井口自由落下,經(jīng)2.5s后聽(tīng)到石塊擊水的聲音,據(jù)此我們可以估算井口到水面的距離.已知小石塊的質(zhì)量為200g,取井口所在的水平面為參考平面.(g取10m/s2
(1)求第2s末石塊的重力勢(shì)能;
(2)第2s內(nèi)石塊重力所做的功是多少?重力勢(shì)能的變化是多少?
(3)若取井中水面為參考平面,上述兩問(wèn)的結(jié)論會(huì)發(fā)生變化嗎?請(qǐng)計(jì)算說(shuō)明.

分析 (1)由自由落體規(guī)律求得2s內(nèi)下降的高度,根據(jù)重力勢(shì)能的定義求得重力勢(shì)能;
(2)由位移公式求得第2s內(nèi)的位移,再由功的公式求解重力所做的功;根據(jù)重力做功和重力勢(shì)能間的關(guān)系求解重力勢(shì)能的改變量;
(3)根據(jù)重力勢(shì)能定義明確選擇不同的零勢(shì)能面時(shí)的重力勢(shì)能及做功做功的計(jì)算方法.

解答 解:(1)2s末石塊下降的高度h=12gt2=12×10×4=20m;
則石塊的重力勢(shì)能EP=mgh=-0.2×10×20=-4J;
(2)第2s內(nèi)物體的位移h′=20-12×10×1=15m;
重力做功W=mgh′=0.2×10×15=3J;
重力勢(shì)能減小了3J;
(3)若以水面為參考平面,第1問(wèn)中的重力勢(shì)能將變成重力與2s末相對(duì)于水面的高度,故為:EP=2×(12×10×2.52-20)=22.5J;
而第2s內(nèi)的重力做功與零勢(shì)能面無(wú)關(guān),故重力做功沒(méi)有影響,重力勢(shì)能改變量也沒(méi)有影響;
答:(1)第2s末石塊的重力勢(shì)能為-4J;
(2)第2s內(nèi)石塊重力所做的功是3J;重力勢(shì)能的變化量是3J;
(3)若取井中水面為參考平面,第一問(wèn)將變成22.5J;第2問(wèn)結(jié)果沒(méi)有影響.

點(diǎn)評(píng) 本題考查零勢(shì)能面對(duì)重力勢(shì)能和重力做功的關(guān)系;要注意重力勢(shì)能是相對(duì)量,其大小與零勢(shì)能面有關(guān);而重力做功的大小與零勢(shì)能面的選取無(wú)關(guān).

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

20.在真空中有一正方體玻璃磚,其截面如圖所示,已知它的邊長(zhǎng)為d,在AB面上方有一單色點(diǎn)光源S,從S發(fā)出的光線SP以60°入射角從AB面中點(diǎn)射入,從側(cè)面AD射出時(shí),出射光線偏離入射光線SP的偏向角為30°,若光從光源S到AB面上P點(diǎn)的傳播時(shí)間和它在玻璃磚中傳播的時(shí)間相等.求點(diǎn)光源S到P點(diǎn)的距離.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

1.在如圖所示的裝置中,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻不計(jì),定值電阻為R1,滑動(dòng)變阻器總阻值為R2,D為二級(jí)管,具有單項(xiàng)導(dǎo)電性,置于真空中的平行板電容器水平放置,極板間距為d.處在電容器中的油滴P恰好靜止不動(dòng),此時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑片位于中點(diǎn)位置.現(xiàn)在要使油滴P向上加速運(yùn)動(dòng),則下列操作正確的是(  )
A.滑動(dòng)變阻器的滑片向下移動(dòng)
B.增大平行板電容器兩個(gè)極板的距離
C.增大平行板電容器兩個(gè)極板的正對(duì)面積
D.減小平行板電容器兩個(gè)極板的正對(duì)面積

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

18.在星球表面發(fā)射探測(cè)器,當(dāng)發(fā)射速度為v時(shí),探測(cè)器可繞星球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng),當(dāng)發(fā)射速度達(dá)到2v時(shí),可擺脫星球引力束縛脫離該星球,已知地球、火星兩星球的質(zhì)量比約為10:1,半徑比約為2:1,下列說(shuō)法正確的有( �。�
A.探測(cè)器的質(zhì)量越大,脫離星球所需要的發(fā)射速度越大
B.探測(cè)器在地球表面受到的引力比在火星表面的大
C.探測(cè)器分別脫離兩星球所需要的發(fā)射速度相等
D.探測(cè)器脫離星球的過(guò)程中,勢(shì)能逐漸增大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

5.圖示為某小型水電站的電能輸送示意圖,發(fā)電機(jī)通過(guò)升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向用戶供電.已知輸電線的總電阻R=10Ω,降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)之比為5:1,副線圈與用電器R0組成閉合電路,若T1、T2均為理想變壓器,T2的副線圈兩端電壓表達(dá)式為u=2202sin100πt(V),當(dāng)用電器電阻R0=5.5Ω時(shí),則:( �。�
A.升壓變壓器的輸出電壓為1180V
B.升壓變壓器的輸入功率為4650W
C.通過(guò)輸電線的電流的有效值為8A
D.當(dāng)用電器電阻R0減小,發(fā)電機(jī)的輸出功率減小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

15.一靜止物體由A點(diǎn)出發(fā)沿直線運(yùn)動(dòng),做了5s勻加速運(yùn)動(dòng)后,接著做了3s勻減速運(yùn)動(dòng)后速度為零到達(dá)B點(diǎn),已知AB相距20m,求:
(1)運(yùn)動(dòng)中的最大速度;
(2)加速段的加速度與減速段的加速度大小之比.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

2.某個(gè)質(zhì)點(diǎn)的簡(jiǎn)譜運(yùn)動(dòng)圖象如圖所示,求振動(dòng)的振幅和周期.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

19.某同學(xué)探究小磁鐵在銅管中下落時(shí)受電磁阻尼作用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為50Hz的交流電.

(1)下列實(shí)驗(yàn)操作中,不正確的是CD.
A.將銅管豎直地固定在限位孔的正下方
B.紙帶穿過(guò)限位孔,壓在復(fù)寫紙下面
C.用手捏緊磁鐵保持靜止,然后輕輕地松開(kāi)讓磁鐵下落
D.在磁鐵下落的同時(shí)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源
(2)該同學(xué)按正確的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(記為“實(shí)驗(yàn)①”),將磁鐵從管口處釋放,打出一條紙帶,取開(kāi)始下落的一段,確定一合適的點(diǎn)為O點(diǎn),每隔一個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),標(biāo)為1,2,…,8,用刻度尺量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的相鄰兩計(jì)時(shí)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離,記錄在紙帶上,如圖2所示.
計(jì)算相鄰計(jì)時(shí)點(diǎn)間的平均速度¯v,粗略地表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度,抄入表,請(qǐng)將表中的數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整.
位置12345678
 ¯v(cm/s)24.533.837.839.039.539.839.839.8
(3)分析如表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知:在這段紙帶記錄的時(shí)間內(nèi),磁鐵運(yùn)動(dòng)速度的變化情況是逐漸增大到39.8cm/s;磁鐵受到阻尼作用的變化情況是逐漸增大到等于重力.
(4)該同學(xué)將裝置中的銅管更換為相同尺寸的塑料管,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)操作(記為“實(shí)驗(yàn)②”),結(jié)果表明磁鐵下落的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律幾乎相同,請(qǐng)問(wèn)實(shí)驗(yàn)②是為了說(shuō)明什么?對(duì)比實(shí)驗(yàn)①和②的結(jié)果可得到什么結(jié)論?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

1.如圖所示,一圓環(huán)上均勻分布著正電荷q,x軸垂直于環(huán)面且過(guò)圓心o.下列關(guān)于x軸上的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是( �。�
A.從o點(diǎn)沿x軸正方向,電場(chǎng)強(qiáng)度先增大后減小,電勢(shì)一直降低
B.從o點(diǎn)沿x軸正方向,電場(chǎng)強(qiáng)度先增大后減小,電勢(shì)先降低后升高
C.o點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零,電勢(shì)最低
D.o點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度不為零,電勢(shì)最高

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同步練習(xí)冊(cè)答案