【題目】利用氣墊導(dǎo)軌驗證機械能守恒定律，實驗裝置如圖所示，水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌；導(dǎo)軌上A點處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細繩與一質(zhì)量為m的小球相連；遮光片兩條長邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上B點有一光電門，可以測量遮光片經(jīng)過光電門時的擋光時間t，用d表示A點到光電門B處的距離，b表示遮光片的寬度，將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過B點時的瞬時速度，實驗時滑塊在A處由靜止開始運動．

（1）滑塊通過B點的瞬時速度可表示為______；

（2）某次實驗測得傾角θ=30°，重力加速度用g表示，滑塊從A處到達B處時m和M組成的系統(tǒng)動能增加量可表示為=______，系統(tǒng)的重力勢能減少量可表示為 =______，在誤差允許的范圍內(nèi)，若=則可認為系統(tǒng)的機械能守恒.

【答案】

【解析】

(1) ）由于光電門的寬度b很小，所以我們用很短時間內(nèi)的平均速度代替瞬時速度, 滑塊通過光電門B速度為： ；

(2) 滑塊從A處到達B處時m和M組成的系統(tǒng)動能增加量為：

系統(tǒng)的重力勢能減少量可表示為：

比較和，若在實驗誤差允許的范圍內(nèi)相等，即可認為機械能是守恒的。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】右圖為兩分子系統(tǒng)的勢能Ep與兩分子間距離r的關(guān)系曲線。下列說法正確的是

A. 當(dāng)r大于r1時，分子間的作用力表現(xiàn)為引力

B. 當(dāng)r小于r1時，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力

C. 當(dāng)r等于r2時，分子間的作用力為零

D. 在r由r1變到r2的過程中，分子間的作用力做負功

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，（a）→（b）→（c）→（d）→（e）過程是交流發(fā)電機發(fā)電的示意圖，線圈的ab邊連在金屬滑環(huán)K上，cd邊連在金屬滑環(huán)L上，用導(dǎo)體制成的兩個電刷分別壓在兩個滑環(huán)上，線圈在轉(zhuǎn)動時可以通過滑環(huán)和電刷保持與外電路連接．下列說法正確的是

A. 圖（a）中，線圈平面與磁感線垂直，磁通量變化率最大

B. 從圖（b）開始計時，線圈中電流i隨時間t變化的關(guān)系是

C. 當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖（c）位置時，感應(yīng)電流最小，且感應(yīng)電流方向改變

D. 當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖（d）位置時，感應(yīng)電動勢最小，ab邊感應(yīng)電流方向為b→a

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】已知線圈匝數(shù)n＝100，電阻r＝1Ω，面積S＝1.5×10－3m2，外接電阻R＝3Ω.線圈處在平行于線圈軸線的勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度隨時間變化如圖乙所示．求：

(1) t＝0.01s時線圈中的感應(yīng)電動勢E；

(2) 0～0.02s內(nèi)通過電阻R的電荷量q；

(3) 0～0.03s內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量Q.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】對于同一物理問題，常�？梢詮暮暧^與微觀兩個不同角度進行研究，找出其內(nèi)在聯(lián)系，從而更加深刻地理解其物理本質(zhì)。一段橫截面積為S、長為l的直導(dǎo)線，單位體積內(nèi)有n個自由電子，一個電子電量為e。該導(dǎo)線通有恒定電流時，導(dǎo)線兩端的電勢差為U，假設(shè)自由電子定向移動的速率均為v。

（1）求導(dǎo)線中的電流I；

（2）所謂電流做功，實質(zhì)上是導(dǎo)線中的恒定電場對自由電荷的靜電力做功。為了求解在時間t內(nèi)電流做功W為多少，小紅和小明給出了不同的想法：

小紅記得老師上課講過，W=UIt，因此將第（1）問求出的I的結(jié)果代入，就可以得到W的表達式。但是小紅不記得老師是怎樣得出W=UIt這個公式的。小明提出，既然電流做功是導(dǎo)線中的恒定電場對自由電荷的靜電力做功，那么應(yīng)該先求出導(dǎo)線中的恒定電場的場強，即，設(shè)導(dǎo)體中全部電荷為q后，再求出電場力做的功，將q代換之后，小明沒有得出W=UIt的結(jié)果。

請問你認為小紅和小明誰說的對？若是小紅說的對，請給出公式的推導(dǎo)過程；若是小明說的對，請補充完善這個問題中電流做功的求解過程。

（3）為了更好地描述某個小區(qū)域的電流分布情況，物理學(xué)家引入了電流密度這一物理量，定義其大小為單位時間內(nèi)通過單位面積的電量。若已知該導(dǎo)線中的電流密度為j，導(dǎo)線的電阻率為ρ，試證明：。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)要測量某圓柱體電阻R的電阻率ρ．

（1）用游標卡尺和螺旋測微器分別測量其長度和直徑，如圖所示，則其長度L=______cm，直徑d=______mm．

（2）該同學(xué)先用如圖所示的指針式多用電表粗測其電阻．他將紅黑表筆分別插入“+”、“-”插孔中，將選擇開關(guān)置于“×l”檔位置，然后______；直至指針指在“0Ω”處繼續(xù)實驗．

（3）歐姆表粗測電阻約為5Ω現(xiàn)要進一步精確測量其阻值，實驗室提供了下列可選用的器材：

A.電壓表量程，內(nèi)阻約

B.電壓表量程，內(nèi)阻約

C.電流表量程，內(nèi)阻約

D.電流表量程，內(nèi)阻約

E.滑動變阻器

F.滑動變阻器

G.電源電動勢為及開關(guān)和導(dǎo)線若干

該同學(xué)從以上器材中選擇合適的器材連接好電路進行測量，則電壓表應(yīng)選擇______，電流表應(yīng)選擇______，滑動變阻器應(yīng)選擇______，選填各器材前的字母。要求在流過金屬絲的電流相同情況下，電源消耗功率最小，并能較準確地測出電阻絲的阻值，實驗電路應(yīng)選用下圖的______。

（4）利用上所選電路測量，電流表______A電壓表______V

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一電路如圖所示，電源電動勢E=28v，內(nèi)阻r=2Ω，電阻R1=4Ω,R2=8Ω，R3=4Ω，C為平行板電容器，其電容C=3.0pF，虛線到兩極板距離相等,極板長L=0.20m，兩極板的間距d=1.0×10-2m。

（1）閉合開關(guān)S穩(wěn)定后，求電容器所帶的電荷量為多少?

（2）當(dāng)開關(guān)S閉合后，有一未知的、待研究的帶電粒子沿虛線方向以v0=2.0m/s的初速度射入MN的電場中，已知該帶電粒子剛好從極板的右側(cè)下邊緣穿出電場，求該帶電粒子的比荷q/m（不計粒子的重力，M、N板之間的電場看作勻強電場，g=10m/s2）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，有一個電熱器R，接在電壓為u＝311sin100πt (V) 的交流電源上。電熱器工作時的電阻為100 Ω，電路中的交流電表均為理想電表。由此可知

A. 電壓表的示數(shù)為311 V

B. 電流表的示數(shù)為2.2 A

C. 電熱器的發(fā)熱功率為967 W

D. 交流電的頻率為100 Hz

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某興趣小組用如圖甲所示實驗裝置完成探究彈簧彈力和彈簧伸長的關(guān)系后做拓展研究。請根據(jù)如下實驗過程，完成相關(guān)實驗內(nèi)容：

（1）將輕質(zhì)彈簧懸掛于鐵架臺，測得彈簧原長L0；

（2）在彈簧下端拴掛質(zhì)量為m的鉤碼，待系統(tǒng)靜止時，測得彈簧長度L；

（3）當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g，彈簧的勁度系數(shù)k=_________（用m、g、L0、L表示）；

（4）托起鉤碼使彈簧恢復(fù)原長，并由靜止釋放，測得彈簧拉伸的最大長度發(fā)現(xiàn)L1>L于是進一步探究彈簧兩次伸長量x0=L-L0和x=L1-L0之間的關(guān)系；

（5）改變鉤碼個數(shù)，重復(fù)實驗，得到多組x0、x數(shù)據(jù)，作出 x—x0圖象如圖乙所示；

（6）由圖乙可知=_________，該小組換用不同彈簧進行同樣實驗，發(fā)現(xiàn)的值相同。

（7）通過分析，該小組得出了彈簧彈性勢能的表達式：

①步驟（2）中，系統(tǒng)靜止時，鉤碼受力平衡有mg=_________（用k、x0表示）；

②步驟（4）中，根據(jù)機械能守恒定律，彈簧被拉伸到同時的彈性勢能△Ep=_________（用m、g、x表示）；

③結(jié)合步驟（6），勁度系數(shù)為k的彈簧伸長x時，對應(yīng)的彈性勢能Ep =_________（用k、x表示）。

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