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19.在“驗證機械能守恒定律”的實驗中,打點計時器所用電源頻率為50Hz,測得所用重物的質量為1.0kg.
(1)為完成此實驗,除了圖1已有器材外,還需要AD.
A.米尺B.秒表
C.0~12V的直流電源D.0~12V的交流電源
E.220V的交流電源
(2)下面列舉了該實驗的幾個操作步驟:
A.按照圖示的裝置安裝器材;
B.將打點計時器接到電源的“直流輸出”上;
C.用天平測出重錘的質量;
D.先接通電源,后釋放紙帶,打出一條紙帶;
E.測量紙帶上某些點間的距離;
F.根據(jù)測量的結果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能;
其中操作不當?shù)牟襟E是BC.(填字母序號)
(3)在打點計時器打下計數(shù)點B時,重物的速度vB=0.98m/s.
(4)本實驗中,是否需要知道當?shù)氐闹亓铀俣龋渴牵?br />(5)通過正確的計算發(fā)現(xiàn),重物在下落過程中減少的重力勢能總是略大于增加的動能,這是因為阻力的存在.

分析 (1)根據(jù)實驗的原理確定所需測量的物理量,從而確定所需的器材.
(2)根據(jù)實驗的原理和注意事項確定操作不當?shù)牟襟E.
(3)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B點的速度.
(4)驗證機械能守恒需要知道當?shù)氐闹亓铀俣龋?br />(5)根據(jù)能量守恒,分析誤差形成的原因.

解答 解:(1)該實驗需要米尺測量點跡間的距離,從而得出下降的高度以及求解瞬時速度;由于打點計時器可以直接記錄時間,不需要秒表;電磁打點計時器使用低壓交流電源,故選:AD.
(2)打點計時器接到電源的“交流輸出”上,故B錯誤.
實驗中驗證動能的增加量和重力勢能的減小量是否相等,質量可以約去,不需要天平測量重錘的質量,故C不恰當.
故選:BC.
(3)B點的瞬時速度vB=xAC2T=7.063.14×1020.04m/s=0.98m/s.
(4)驗證機械能守恒需要知道當?shù)氐闹亓铀俣龋?br />(5)通過正確的計算發(fā)現(xiàn),重物在下落過程中減少的重力勢能總是略大于增加的動能,這是因為阻力的存在.
故答案為:(1)AD,(2)BC,(3)0.98m/s,(4)是,(5)阻力的存在.

點評 解決本題的關鍵知道實驗的原理以及注意事項,掌握紙帶的處理方法,會通過紙帶求解瞬時速度,知道實驗誤差形成的原因.

練習冊系列答案
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C.司機可以在增大速度v的同時增加牽引力F的大小
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14.如圖所示,固定的豎直光滑圓孤軌道的半徑R=1.25m,A點與圓心O在同一水平線上,圓孤軌道底端B點與圓心在同一豎直線上,水平傳送帶以v0=4.0m/s的速度逆時針勻速運轉,質量為0.5kg的物塊從軌道上的A點由靜止釋放.已知傳送帶長度為L=3.0m,物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,不計物塊通過軌道與傳送帶交接處的動能損失,取g=10m/s2,試求:
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(2)物塊在傳送帶上向右運動,到達最右端時到B點的距離x:
(3)若物塊每次到達傳送帶上最右端時,電動機驅動傳送帶的速度立即減小△v=1.0m/s,物塊最終停止時,在傳送帶上相對于地面運動的總路程S.

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C.滑塊P和鉤碼Q組成的系統(tǒng)機械能守恒
D.以上三種說法都正確
(2)將滑塊P由圖甲所示位置釋放,通過計算機得到的圖象如圖乙所示,若△t1、△t2、遮光條寬度d、A、B間距為L、滑塊質量M、鉤碼質量m、重力加速度g均已知,則上述物理量間滿足關系式mgL=12M+m6gk63hkt2212M+m7ypyw77t12,表明在上述過程中,滑塊和鉤碼組成的系統(tǒng)機械能守恒.
(3)若遮光條寬度d=8.40mm,A、B間的距離L=160.00cm,△t1=8.40×10-3s,△t2=4.20×10-3s,滑塊質量M=180g,鉤碼Q質量m=20g,則滑塊從A運動到B的過程中系統(tǒng)勢能的減少量△Ep=0.314J,系統(tǒng)動能的增量△Ek=0.300J.(g=9.80m/s2,兩空均保留三位有效數(shù)字)

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