7．某活動小組利用圖（a）所示裝置探究機械能守恒定律．實驗開始時，直徑為d的小鋼球被電磁鐵吸住，斷開開關(guān)，鋼球由靜止開始下落．測得鋼球靜止時球心到光電門中心的距離為h．由數(shù)字計時器測出鋼球通過光電門的時間為△t，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，試完成如下實驗內(nèi)容：
（1）利用螺旋測微器測出鋼球的直徑，讀數(shù)如圖（b）所示，則d=2.706mm
（2）鋼球通過光電門時的速度表達式為$\fracrbd7xnl{△t}$（用題中所給物理量的符號表示）；
（3）要驗證機械能守恒，需要比較gh和$\frac{1}{2}（\fracnztbrzj{△t}）^{2}$在誤差范圍內(nèi)是否相等（用題中所給物理量的符號表示）．

分析 （1）螺旋測微器的讀數(shù)等于固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，需估讀．
（2）根據(jù)極短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度求出鋼球經(jīng)過光電門的速度．
（3）通過比較重力勢能的減小量和動能的增加量是否相等驗證機械能守恒．

解答 解：（1）螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為2.5mm，可動刻度讀數(shù)為0.01×20.6=0.206mm，則d=2.706mm．
（2）根據(jù)極短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度知，鋼球通過光電門的速度表達式v=$\fracnfdxhpp{△t}$．
（3）鋼球重力勢能的減小量為△Ep=mgh，動能的增加量$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{v}^{2}=\frac{1}{2}m（\fracrjjp7ll{△t}）^{2}$，當(dāng)$mgh=\frac{1}{2}m（\fracph7bj1v{△t}）^{2}$，即gh=$\frac{1}{2}（\fracxxn5jpx{△t}）^{2}$時，機械能守恒．
故答案為：（1）2.706，（2）$\frac1zlnb3v{△t}$，（3）gh，$\frac{1}{2}（\frachlhh5tf{△t}）^{2}$．

點評 解決本題的關(guān)鍵知道實驗的原理，抓住重力勢能的減小量和動能的增加量是否相等進行驗證，掌握螺旋測微器的讀數(shù)方法，知道極短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：多選題

7．下列情況中線圈中產(chǎn)生了交流電的是（　�。�
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

18．如圖所示，光滑絕緣足夠大水平桌面上方有以MN為水平分界線的方向相反的兩個足夠大豎直平行勻強磁場，磁感應(yīng)強度的大小分別為B1=B、B2=2B，一個n=20匝的正方形導(dǎo)體線圈，邊長為L，質(zhì)量為m，總電阻為R，水平放置在桌面上，以初速度v垂直磁場方向從圖中實線位置向右運動，當(dāng)其運動到在每個磁場中各有一半的面積時，速度為$\frac{v}{2}$，則（　�。�
A．此過程中通過線圈橫截面的電荷量為$\frac{30B{L}^{2}}{R}$
B．此過程中線圈克服安培力做的功為$\frac{3}{8}$mv2
C．此時線圈的加速度為$\frac{1800{B}^{2}{L}^{2}v}{mR}$
D．此時線圈的電功率為$\frac{9{B}^{2}{L}^{2}{v}^{2}}{4R}$

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

15．邊長為h的正方形金屬導(dǎo)線框，從如圖所示的位置由靜止開始下落，通過一勻強磁場區(qū)域，磁場方向水平，且垂直于線框平面，磁場區(qū)域?qū)挾葹镠，上、下邊界如圖中虛線所示，H＞h，從線框開始下落到完全穿過磁場區(qū)域的全過程中（　　）
A．線框中總有感應(yīng)電流存在
B．線框受到的合力方向不一定總是向下
C．線框運動方向始終是向下的
D．線框速度的大小總是在增加

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

2．如圖所示，固定且足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌EF、PQ所在平面的傾角θ=53°，導(dǎo)軌的下端E、P之間接有R=1Ω的定值電阻，導(dǎo)軌間距L=1m，導(dǎo)軌的電阻不計，導(dǎo)軌上垂直于導(dǎo)軌的虛線上方有垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場，磁場的磁感應(yīng)強度大小B=1T，在虛線下方的導(dǎo)軌上放一垂直于導(dǎo)軌的金屬棒ab，金屬棒ab的質(zhì)量m=1kg，有效電阻r=0.5Ω，長度也為L=1m，將金屬棒ab與繞過導(dǎo)軌上端的定滑輪的細(xì)線連接，定滑輪與金屬棒ab間的細(xì)線與導(dǎo)軌平行，細(xì)線的另一端吊著一個重物，重物的質(zhì)量也為m=1kg，釋放重物，細(xì)線帶著金屬棒ab向上運動，金屬棒ab運動過程中，始終與導(dǎo)軌垂直，且與導(dǎo)軌接觸良好，開始時金屬棒ab到虛線的距離s=0.5m，重力加速度g=10/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，求：
（1）金屬棒ab剛進入磁場時的速度；
（2）金屬棒ab剛進入磁場時的加速度；
（3）金屬棒ab在磁場中做勻速運動時的速度．

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

12．某同學(xué)利用圖示裝置，驗證以下兩個規(guī)律：
①兩物塊通過不可伸長的細(xì)繩相連接，沿繩方向分速度大小相等；
②系統(tǒng)機械能守恒．
P、Q、R是三個完全相同的物塊，上面固定有相同的遮光片，P、Q用細(xì)繩連接，放在水平氣墊導(dǎo)軌上．物塊R系在細(xì)繩正中間，三個光電門分別放置于a、b、c處，調(diào)整三個光電門的位置，能實現(xiàn)同時遮光．最初細(xì)線水平，現(xiàn)將三個物塊由靜止釋放．（忽略R上的擋光片到系繩點的距離）
（1）為了能完成實驗?zāi)康�，除了記錄P、Q、R三個遮光片的遮光時間t1、t2、t3外，還必需測量的物理量有BCD（多選）；
A．P、Q、R的質(zhì)量M　　　　　　　　　　　　　　　 　
B．兩個定滑輪間的距離d
C．R的遮光片到c的距離H　　　　　　　　　　　
D．遮光片的寬度x
（2）經(jīng)過測量發(fā)現(xiàn)t1=t2，若要驗證物塊R沿繩方向分速度與物塊P速度大小相等，則驗證表達式為$\frac{{t}_{3}}{{t}_{1}}=\frac{2H}{\sqrt{4{H}^{2}+r3rzn39^{2}}}$；
（4）若已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭，則驗證系統(tǒng)機械能守恒的表達式為gH=$\frac{1}{2}{x}^{2}（\frac{1}{{{t}_{1}}^{2}}+\frac{1}{{{t}_{2}}^{2}}+\frac{1}{{{t}_{3}}^{2}}）$．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

19．甲乙兩車從平直公路上的同一處向同一方向運動，其速度圖象如圖所示，則（　�。�
A．開始階段甲車在乙車的前面，20秒后乙車在甲車前面
B．開始階段乙車在甲車的前面，20秒后乙車比甲車的速度大
C．20秒末乙車追上甲車
D．40秒末乙車追上甲車

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

16．“測某星球表面的重力加速度和該星球的第一宇宙速度”的實驗如圖甲所示，宇航員做了如下實驗：
（1）在半徑R=5000km的某星球表面，豎直平面內(nèi)的光滑軌道由軌道AB和圓弧軌道BC組成，將質(zhì)量m=0.2kg的小球，從軌道AB上高H處的某點靜止滑下，用力傳感器測出小球經(jīng)過C點時對軌道的壓力F，改變H 的大小，F(xiàn)隨H 的變化關(guān)系如圖乙所示，圓軌道的半徑為0.2m，星球表面的重力加速度為5m/s2．
（2）第一宇宙速度與貼著星球表面做勻速圓周運動的速度相等，該星球的第一宇宙速度大小為5000m/s．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

17．如圖所示，兩個閉合鋁環(huán)掛在一根水平光滑的絕緣桿上，當(dāng)條形磁鐵N極向左插入圓環(huán)時，兩圓環(huán)的運動情況是（　　）
A．向左運動的同時分開B．向左運動的同時靠攏
C．向右運動的同時分開D．向右運動的同時靠攏

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