【題目】下圖是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)．小球由一根不可伸長(zhǎng)的輕繩拴住，輕繩另一端固定在O點(diǎn)，懸線長(zhǎng)度為，如圖所示．在最低點(diǎn)附近放置一組光電門，光電門與小球擺到最低點(diǎn)時(shí)的球心在同一高度．將輕繩拉至水平、小球球心與O點(diǎn)等高后，將小球由靜止釋放，用光電門測(cè)出小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的擋光時(shí)間△t，再用20分度游標(biāo)卡尺測(cè)出小球的直徑d，如圖所示，重力加速度為g．則

（1）小球的直徑d=_______cm；

（2）利用該裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，_________測(cè)定小球的質(zhì)量（填“需要”或“不需要”）．

（3）若等式___________成立，則說明小球下擺過程機(jī)械能守恒．（等式用題中各物理量字母表達(dá)）

【答案】1.050 不需要

【解析】

(1)[1]小球的直徑

(2)[2]在小球擺動(dòng)的過程中，小球重力勢(shì)能的減少量

；

小球動(dòng)能的增量

，

若機(jī)械能守恒定律，則

，

即

．

故利用該裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，不需要測(cè)定小球的質(zhì)量．

(3)[3]由第2問分析可知，若成立，說明小球下擺過程機(jī)械能守恒．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】科學(xué)研究證明，光子有能量也有動(dòng)量，當(dāng)光子與電子碰撞時(shí)，光子的一些能量轉(zhuǎn)移給了電子。假設(shè)光子與電子碰撞前的波長(zhǎng)為λ，碰撞后的波長(zhǎng)為λ′，則碰撞過程中（ ）

A.能量守恒，動(dòng)量守恒，且λ=λ′B.能量不守恒，動(dòng)量不守恒，且λ=λ′

C.能量守恒，動(dòng)量守恒，且λλ′D.能量守恒，動(dòng)量守恒，且λλ′

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，將質(zhì)量m＝1kg的圓環(huán)套在固定的傾斜足夠長(zhǎng)的直桿上，桿的傾角為，環(huán)的直徑略大于桿的截面直徑。對(duì)環(huán)施加一位于豎直平面內(nèi)斜向上與桿夾角為的拉力 ，使圓環(huán)由靜止開始沿桿加速向上運(yùn)動(dòng)，已知環(huán)與桿間動(dòng)摩擦因數(shù)。求

（1）F作用t=2s時(shí)圓環(huán)的速度是多大？

（2）2s后撤去力F，求圓環(huán)繼續(xù)沿桿上滑的最大距離是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，n匝矩形閉合導(dǎo)線框ABCD處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框面積為S，電阻不計(jì)。線框繞垂直于磁場(chǎng)的軸OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，并與理想變壓器原線圈相連，變壓器副線圈接入一只額定電壓為U的燈泡，燈泡正常發(fā)光。從線圈通過中性面開始計(jì)時(shí)，下列說法正確的是 （ ）

A. 圖示位置穿過線框的磁通量變化率最大

B. 燈泡中的電流方向每秒改變次

C. 線框中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為e＝nBSωsinωt

D. 變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】很多物理規(guī)律具有普適性，如能量轉(zhuǎn)化和守恒是自然界中一條普遍規(guī)律，請(qǐng)結(jié)合相關(guān)規(guī)律完成下列問題：

（1）如圖所示，一個(gè)帶電量為+Q的點(diǎn)電荷固定在坐標(biāo)軸原點(diǎn)O。另一點(diǎn)電荷+q僅在電場(chǎng)力的作用下沿Ox軸運(yùn)動(dòng)，A、B是x軸上的兩個(gè)位置。在點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)的過程中，經(jīng)過位置A時(shí)動(dòng)能為Ek1，電勢(shì)能為EP1，經(jīng)過位置B時(shí)動(dòng)能為Ek2，電勢(shì)能為EP2，請(qǐng)根據(jù)功是能量轉(zhuǎn)化的量度，證明：該點(diǎn)電荷從A運(yùn)動(dòng)到B 的過程中，動(dòng)能和電勢(shì)能之和保持不變。

（2）如圖所示，帶+q1的質(zhì)量為m小球B靜止在光滑絕緣水平面上，帶+q2的質(zhì)量為2m的小球A從很遠(yuǎn)處以初速度v0向B球運(yùn)動(dòng)，A的速度始終沿著兩球的連線方向，二者始終沒有接觸。取無限遠(yuǎn)處勢(shì)能為零。

a．求兩個(gè)電荷的相互作用能的最大值。

b．若B小球初始狀態(tài)不是靜止，而是具有與v0同一直線上的速度。要使A球的速度方向不發(fā)生改變，求B小球初始狀態(tài)的速度范圍。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一條不可伸長(zhǎng)的輕繩長(zhǎng)為R，一端懸于天花板上的O點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）�，F(xiàn)有一個(gè)高為h，質(zhì)量為M的平板車P，在其左端放有一個(gè)質(zhì)量也為m的小物塊Q（可視為質(zhì)點(diǎn)），小物塊Q正好處在懸點(diǎn)O的正下方，系統(tǒng)靜止在光滑水平面地面上。今將小球拉至懸線與豎直方向成60°角，由靜止釋放，小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)剛好與Q發(fā)生正碰，碰撞時(shí)間極短，且無能量損失。已知Q離開平板車時(shí)的速度大小是平板車速度的兩倍，Q與P之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，M：m=4：1，重力加速度為g。求：

（1）小物塊Q離開平板車時(shí)速度為多大；

（2）平板車P的長(zhǎng)度為多少；

（3）小物塊Q落地時(shí)距小球的水平距離為多少。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】自行車和汽車同時(shí)駛過平直公路上的同一地點(diǎn)，此后其運(yùn)動(dòng)的v─t圖像如圖所示，自行車在t=25秒時(shí)追上汽車，則：

A.汽車的位移為80mB.汽車的加速度大小為0.25m/s2

C.汽車的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為20sD.汽車停止運(yùn)動(dòng)時(shí)兩者相距最遠(yuǎn)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示：理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為10:1，R1=20Ω、 R2=40 Ω，電容器的電容C=100μF，已知電阻R1兩端的正弦交流電壓如圖乙所示，下列說法正確的是：

A.該交流電的頻率為50HzB.原線圈輸入電壓的有效值為200V

C.電容器所帶電量為4×10-3CD.電阻R2消耗的功率為20W

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，兩根間距、電阻不計(jì)的足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌ab、cd水平放置，一端與阻值的電阻相連，質(zhì)量的導(dǎo)體棒ef在恒定外力F=1N作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒電阻為，整個(gè)裝置處于垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T，當(dāng)ef棒由開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度達(dá)到最大，求取：

（1）ef棒達(dá)速度達(dá)到最大時(shí)，回路中電流的大小；

（2）ef棒達(dá)到的最大速度大小；

（3）在此運(yùn)動(dòng)過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱．

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