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4.用如圖2實驗裝置驗證m1、m2組成的系統(tǒng)機械能守恒.m2從高處由靜止開始下落,m1上拖著的紙帶打出一系列的點,對紙帶上的點跡進行測量,即可驗證機械能守恒定律.下圖給出的是實驗中獲取的一條紙帶:0是打下的第一個點,每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點(圖中未標出),計數(shù)點間的距離如圖1所示.已知m1=50g、m2=150g,則(g取10m/s2,結果保留兩位有效數(shù)字)
①在打點0~5過程中系統(tǒng)動能的增量△EK=0.58J,系統(tǒng)勢能的減少量△EP=0.59J,②若某同學作出12v2-h圖象如圖3,則當?shù)氐膶嶋H重力加速度g=9.7m/s2

分析 根據(jù)物體的初末動能大小可以求出動能的增加量,根據(jù)物體重力做功和重力勢能之間的關系可以求出系統(tǒng)重力勢能的減小量,比較動能增加量和重力勢能減小量之間的關系可以得出機械能是否守恒;根據(jù)圖象的物理意義可知,圖象的斜率大小等于物體的重力加速度大小.

解答 解:①根據(jù)在勻變速直線運動中時間中點的瞬時速度大小等于該過程中的平均速度,可知打第5個點時的速度為:
v5=x462T=0.216+0.2642×0.1=2.4m/s;
物體的初速度為零,所以動能的增加量為:△Ek=12mv25-0=12×(0.05+0.15)×2.42=0.576J≈0.58J;
重力勢能的減小量等于物體重力做功,故:△EP=W=mgh=(0.05+0.15)×9.8×0.216=0.588J≈0.59J;
由此可知動能的增加量和勢能的減小量基本相等,因此在誤差允許的范圍內(nèi),m1、m2組成的系統(tǒng)機械能守恒.
②本題中根據(jù)機械能守恒可知,mgh=12mv2,即有:12v2=gh,所以出12 v2-h圖象中圖象的斜率表示重力加速度,
由圖可知,斜率k=9.7,故當?shù)氐膶嶋H重力加速度g=9.7m/s2
故答案為:①0.58;0.59;②9.7.

點評 本題全面的考查了驗證機械能守恒定律中的數(shù)據(jù)處理問題,要熟練掌握勻變速直線運動的規(guī)律以及功能關系,增強數(shù)據(jù)處理能力.

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

18.如圖所示水平空間內(nèi)有垂直紙面向時的有界勻強磁場區(qū)域Ⅰ、Ⅱ,磁感應強度方向如圖所示,大小未知.區(qū)域Ⅰ內(nèi)有豎直向上的勻強電場,區(qū)域Ⅱ內(nèi)有水平向右的勻強電場,兩區(qū)域內(nèi)的電場強度大小相等.現(xiàn)有一質(zhì)量m=0.01kg、帶電荷量q=+0.01C的小球從邊界MN左側與MN相距L=2m的A點以v0=5m/s的初速度沿粗糙、絕緣的水平面向右運動,進入復合場區(qū)域后,小球立即在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動,經(jīng)過一段時間后(未進入?yún)^(qū)域Ⅱ)離開磁場第一次落地位置恰好與A點重合,已知小球與水平桌面間的動摩擦因數(shù)μ=0.225,取g=10m/s2
(1)求勻強電場的電場強度E和區(qū)域Ⅰ中磁感應強度B1各自的大�。�
(2)求小球從A點出發(fā)到再次落回A點所經(jīng)歷的時間t.
(3)若小球在A點以v0′=9m/s的初速度沿水平面向右運動,當小球進入?yún)^(qū)域Ⅱ后恰好能沿直線運動,求有界磁場區(qū)域Ⅰ的寬度d及區(qū)域Ⅱ的磁感應強度B2的大小.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

15.下列說法正確的是( �。�
A.布朗運動就是液體分子的運動
B.物體中所有分子熱運動動能與勢能的總和等于物體的內(nèi)能
C.0℃的水與0℃的冰分子的平均動能相同
D.熱機的效率可以等于100%
E.對于同一種氣體,溫度越高,分子平均動能越大

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

12.如圖甲所示為一黑箱裝置,盒內(nèi)有電源、電阻等元件,a、b為黑箱的兩個輸出端.
①為了探測黑箱,某同學進行了以下幾步測量:
A.用多用電表的歐姆擋測量a、b間的電阻;
B.用多用電表的電壓擋測量a、b間的輸出電壓;
C.用多用電表的電流擋測量a、b間的輸出電流.
你認為以上測量中不妥的有:AC(填序號).
②含有電源的黑箱相當于一個“等效電源”,a、b是等效電源的兩極.為了測定這個等效電源的電動勢和內(nèi)阻,該同學設計了如圖乙所示的電路,調(diào)節(jié)變阻器的阻值,記錄下電壓表和電流表的示數(shù),并在方格紙上建立了U-I坐標,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出了坐標點,如圖丙所示.請你做進一步處理,并由圖求出等效電源的電動勢E=1.45V,內(nèi)阻r=0.75Ω.(結果小數(shù)點后保留兩位)
③由于電壓表和電流表的內(nèi)阻會產(chǎn)生系統(tǒng)誤差,則采用此測量電路所測得的電動勢與實際值相比偏小,測得的內(nèi)阻與實際值相比偏�。ㄟx填“偏大”“偏小”或“相同”).

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

19.如圖所示,電源電壓保持不變.閉合開關S,當滑動變阻器的滑片P向右移動的過程中,電壓表V1與電流表A示數(shù)的比值將( �。�
A.變小B.不變C.變大D.無法判斷

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9.“神州”號飛船在預定軌道上飛行,每繞地球一圈需要時間為T,每圈飛行路程為L.試求地球的質(zhì)量.(已知:地球的半徑R,萬有引力常量G)

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13.關于曲線運動,下列說法中正確的是(  )
A.變速運動一定是曲線運動B.曲線運動-定是變速運動
C.速率不變的曲線運動是勻速運動D.曲線運動也可以合外力為0

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A.MgB.(M+m)gC.(M-m)gD.(M+2m)g

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