15．如圖1是在利用重錘下落驗證機械能守恒定律的實驗中得到的一條紙帶．已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，當?shù)氐闹亓铀俣?nbsp;g=9.80m/s2，測得所用重物的質量為1.00kg，紙帶上0點為打的第一個點，A、B、C、D是某部分連續(xù)打出的四個點，它們到0點的距離如圖2所示．則由圖中數(shù)據(jù)可知，打點計時器打下計數(shù)點C時，物體的速度VC=3.90m/s；重物由0點運動到C點的過程中，重力勢能的減少量等于7.62J，動能的增加量等于7.61J（取三位有效數(shù)字）．

實驗結果發(fā)現(xiàn)動能增量不等于重力勢能的減少量；造成這種現(xiàn)象的主要原因是C
A．選用的重錘質量過大
B．數(shù)據(jù)處理時出現(xiàn)計算錯誤
C．空氣對重錘的阻力和打點計時器對紙帶的阻力
D．實驗時操作不夠細，實驗數(shù)據(jù)測量不準確．

分析 根據(jù)某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出C點速度大小，從而得出動能的增加量，根據(jù)下降的高度求出重力勢能的減小量．
根據(jù)實驗的原理確定實驗誤差的來源．

解答 解：C點的瞬時速度為：${v}_{C}=\frac{{x}_{BD}}{2T}=\frac{0.8578-0.7018}{0.04}m/s$=3.90m/s，
則動能的增加量為：$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{C}}^{2}$=$\frac{1}{2}×1×3．{9}^{2}$=7.61J；
重力勢能的減小量為：△Ep=mgh=1×9.8×0.7776J=7.62J．
實驗結果發(fā)現(xiàn)動能增量不等于重力勢能的減少量；造成這種現(xiàn)象的主要原因是空氣對重錘的阻力和打點計時器對紙帶的阻力．故選：C．
故答案為：3.90，7.62，7.61，C．

點評 正確解答實驗問題的前提是明確實驗原理，從實驗原理出發(fā)進行分析所需實驗器材、所測數(shù)據(jù)、誤差分析等，會起到事半功倍的效果；并運用運動學公式和動能、重力勢能的定義式解決問題是該實驗的常規(guī)問題．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

5．科學家近日在太陽系外發(fā)現(xiàn)了一顆類地行星，其半徑約為地球的$\frac{2}{3}$，質量與地球差不多，自轉速度和地球接近可以忽略．據(jù)此可知（　�。�
A．該行星的第一宇宙速度小于7.9km/s
B．該行星近地衛(wèi)星的環(huán)繞周期小于地球近地衛(wèi)星的環(huán)繞周期
C．該行星近地衛(wèi)星的向心加速度約為地球近地衛(wèi)星向心加速度的1.5倍
D．該行星表面重力加速度約為地球表面重力加速度的$\frac{4}{9}$

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

6．“驗證機械能守恒定律”的實驗如圖1采用重物自由下落的方法：

（1）下列操作步驟中，正確的有A．
A．圖中兩限位孔必須在同一直線上
B．實驗前，手提住紙帶上端，紙帶不必豎直
C．實驗時，先放手松開紙帶再接通打點計時器電源
D．數(shù)據(jù)處理時，應選擇紙帶上距離較近的兩點作為初、末位置
（2）實驗中，發(fā)現(xiàn)重錘減少的勢能總是大于重錘增加的動能，造成這種現(xiàn)象的主要原因是C．
A．選用的重錘質量過大
B．數(shù)據(jù)處理時出現(xiàn)計算錯誤
C．空氣對重錘的阻力和打點計時器對紙帶的阻力
D．實驗時操作不夠細，實驗數(shù)據(jù)測量不準確
（3）實驗中，已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，當?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2，所用重物的質量為1.00kg，實驗中得到一點跡清晰的紙帶（圖2），把第一點記作O，另選連續(xù)的4個點A、B、C、D作為測量的點，經(jīng)測量知道A、B、C、D到0點的距離分別為62.99cm，70.18cm，77.76cm，85.73cm，根據(jù)以上的數(shù)據(jù)，可知重物由0運動到C點，重力勢能的減小量等于7.62J，動能的增加量等于7.56J．（本題中計算結果均保留三位有效數(shù)字）
（4）通過實驗得出的結論是：誤差允許范圍內機械能守恒．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

3．“水流星”是一種常見的雜技項目，該運動可以簡化為輕繩一端系著小球在豎直平面內的圓周運動模型，如圖所示，已知繩長為l，重力加速度為g，不計空氣阻力，則（　　）
A．小球運動到最低點Q時，處于失重狀態(tài)
B．當v0＜$\sqrt{gl}$時，細繩始終處于繃緊狀態(tài)
C．當v0＞$\sqrt{6gl}$時，小球一定能通過最高點P
D．小球初速度v0越大，則在P、Q兩點繩對小球的拉力差越大

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

10．某同學利用下圖裝置來做“驗證機械能守恒定律”實驗
（1）現(xiàn)有器材：打點計時器、學生電源、鐵架臺（包括鐵夾）、紙帶、附夾子的重錘、刻度尺、秒表、導線若干和開關，其中此實驗不需要使用的器材是秒表 
（2）如果實驗室中供實驗選擇的重物有：A是質量為50g的塑料球，B是質量為500g的鐵球，則本實驗應選用B；（選填A或B）

（3）若實驗中所用重錘的質量m=0.3kg，打點計時器所用電源的頻率為50Hz，正確操作得到的紙帶如圖乙所示，O點對應重錘開始下落的時刻，另選連續(xù)的三個計時點A、B、C作為測量的點，圖中的數(shù)據(jù)分別為計數(shù)點A、B、C到起始點O的距離，取重力加速度g=9.8m/s2，則打點計時器在打B點時，重錘的速度大小是3.0m/s，從初始位置O到打下計數(shù)點B的過程中，重錘的重力勢能的減少量為1.4J（結果都保留兩位有效數(shù)字）
（4）在數(shù)據(jù)處理中，該同學發(fā)現(xiàn)物體重力勢能的減少量△Ep總是大于 （選填“大于”“等于”或“小于”）物體動能的增加量△Ek，主要原因是C（填選項前的字母）
A．選用的重錘質量過大
B．沒用天平稱重物質量
C．空氣對重錘的阻力和打點計時器對紙帶的阻力．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

20．下列說法正確的是（　�。�
A．牛頓利用扭秤裝置比較準確地測出了引力常量，體現(xiàn)了放大和轉換的思想
B．開普勒以天體間普遍存在的引力為依據(jù)，運用嚴密的邏輯推理建立了萬有引力定律
C．為了探究勻速圓周運動向心力F與小球質量m、角速度ω、半徑r的關系，物理上采用了控制變量的方法
D．愛因斯坦提出的狹義相對論表明經(jīng)典力學適用于微觀粒子和高速運動物體

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

7．如圖所示，同一光滑軌道上靜止放置A、B、C三個物塊，質量分別是mA=1.0kg，mB=mC=2.0kg；B物塊的右端裝有一輕質彈簧．現(xiàn)讓A物塊以水平速度v0向右運動，與B發(fā)生彈性正碰，碰后A立即反彈，B則以速度v=2.0m/s向右推動C，彈簧沒有超過彈性限度．求：
①A物塊的水平速度v0；
②整個運動過程中，彈簧的最大彈性勢能

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

6．關于電流的描述，下列說法中正確的是（　　）
A．因為電流有方向，所以電流是矢量
B．電子運動的速率越大，電流一定越大
C．自由電子定向移動的方向為電流的方向
D．自由電荷的定向運動形成電流

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

7．如圖，用“碰撞試驗器”可以驗證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系．
①試驗中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的．但是，可以通過僅測量C（填選項前的序號）來間接地解決這個問題
A．小球開始釋放高度h
B．小球拋出點距地面的高度H
C．小球做平拋運動的射程
②圖中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影，實驗時，先讓入射球m1多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點的位置P，測量平拋射程OP，然后，把被碰小球m2靜止于軌道的水平部分，再將入射小球m1從斜軌上S位置靜止釋放，與小球m2相撞，并多次重復．椐圖可得兩小球質量的關系為m1＞m2，接下來要完成的必要步驟是ADE（填選項的符號）
A．用天平測量兩個小球的質量m1、m2
B．測量小球m1開始釋放高度h
C．測量拋出點距地面的高度h
D．分別找到m1、m2相碰后平均落地點的位置M、N
E．測量平拋射程OM，ON
③若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為m1•OM+m2•ON=m1OP用②中測量的量表示）
若碰撞是彈性碰撞．那么還應滿足的表達式為m1•OM2+m2•ON2=m1OP2（用②中測量的量表示）．

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