11.在驗證機械能守恒定律的實驗中.要驗證的是重物重力勢能的減少量等于它動能的增加量.以下步驟僅是實驗操作的一部分.將必要的步驟挑選出來.并且按正確的順序排列: .A.把打點計時器固定在鐵架臺上.并用導線把它和交流電源連 接起來B.用天平稱出重錘的質量C.把紙帶的一端固定在重錘上.另一端穿過打點計時器的限位孔.把重錘提升到一定的高度D.用秒表測出重錘下落的時間E.釋放紙帶F.重復幾次.得到3-5條符合要求的紙帶G.接通電源 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

在“驗證機械能守恒定律”的實驗中,利用重物拖著紙帶自由下落通過打點計時器并打出一系列的點,對紙帶上的點跡進行測量,即可驗證機械能守恒定律.
(1)在實驗過程中,下列說法正確的是
B
B

A.必須使用的測量儀器有:打點計時器、天平和刻度尺
B.紙帶與打點計時器的兩個限位孔要在同一豎直線上
C.實驗中其他條件不變時,所選重物的質量大小不影響實驗的誤差
D.選用紙帶上任意兩點的數據都可以驗證機械能守恒定律
(2)正確進行實驗操作,從打出的紙帶中選出符合要求的紙帶,如圖甲所示.圖中O點為打點起始點,且速度為零.
選取紙帶上打出的連續(xù)點,標上A、B、C…測得其中E、F、G點距打點起始點O的距離分別為h1、h2、h3.已知重物的質量為m,當地重力加速度為g,打點計時器的打點周期為T.為驗證此實驗過程中機械能是否守恒,需要計算出從打下O點到打下F點的過程中,重物重力勢能的減少量△Ep=
mgh2
mgh2
,動能的增加量△Ek=
m(h3-h1)2
8T2
m(h3-h1)2
8T2
.(用題中所給字母表示)
(3)以各點到起始點的距離h為橫坐標,以各點速度的平方v2為縱坐標建立直角坐標系,用實驗測得的數據繪出v2-h圖象,如圖乙所示:由v2-h圖線求得重物下落的加速度g'=
9.68
9.68
m/s2.(結果保留三位有效數字)

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在驗證機械能守恒定律的實驗中,質量m=1kg的重物自由下落,在紙帶上打出了一系列的點,如圖所示,相鄰記數點間的時間間隔為0.02s,長度單位是cm,g取9.8m/s2.求:
(1)打點計時器打下計數點B時,物體的速度vB=
0.97
0.97
m/s(保留兩位有效數字).?
(2)從起點O到打下記數點B的過程中,物體重力勢能減小量△EP=
0.48
0.48
J,動能的增加量△Ek=
0.47
0.47
J(保留兩位有效數字).

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在驗證機械能守恒定律的實驗中,質量 m=1kg的重錘自由下落,在紙帶上打出了一系列的點,如圖所示,相鄰記數點時間間隔為0.02s,長度單位是cm,g取9.8m/s2.求:
(1)打點計時器打下記數點B時,物體的速度VB=
0.972m/s
0.972m/s

(2)從點O到打下記數點B的過程中,物體重力勢能的減小量△EP=
0.476J
0.476J
,動能的增加量△EK=
0.473J
0.473J

但實驗中總存在誤差,其原因是
各種阻力做功,機械能轉化為內能
各種阻力做功,機械能轉化為內能
.(取3位有效數字)

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在“驗證機械能守恒定律”的實驗中,所用電源的頻率為50Hz,當地重力加速度g=9.80m/s2,重物質量為1.00kg.實驗所得紙帶如圖所示.第一個點記作O,另選連續(xù)的4個點A、B、C、D,OA=62.99cm,OB=70.14cm,OC=77.76cm,OD=85.73cm.由此可知由O點運動到C點,重物動能的增加量為
7.61
7.61
J,重力勢能的減少量為
7.62
7.62
J.(要求保留三位有效數字)

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在“驗證機械能守恒定律”的實驗中,同學們選取了下述器材:
①打點計時器(或電火花計時器)  
②紙帶和復寫紙片   
③帶鐵夾的重錘    
④鐵架臺(帶鐵架)   
⑤導線若干 (注意:本次實驗不使用天平)
則該同學漏選了
低壓交流電源(或學生電源)
低壓交流電源(或學生電源)
毫米刻度尺(或直尺)
毫米刻度尺(或直尺)

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Ⅰ卷:共40分,每小題4分。每小題全選對的得4分,錯選或不選的得0分。

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

B

B

B

D

A

A

C

A

C

D

Ⅱ卷:共60分。

11――13題16分,答案正確的按各題分數得分,答錯或不答的均得0分。

 

題號

答案

分數

11

ACGEF

3分

12

(1)0―0.6A;0―3V;R1

每空1分,共3分

(2) 圖略

2分

(3)1.5;0.50

每空1分,共2分

13

(1)0.600

2分

(2)

 

 

 

 

2分

(3)

2分

 

14――18題共44分。

 

題號

答案及評分標準

分數

14

(7分)

(1)物塊沿斜面下滑受到重力和斜面支持力,由牛頓第二定律。得小滑塊沿斜面運動的加速度a

a=F/m      a=m/s2

滑塊沿斜面由A到B的位移為 =10m

滑塊由A到B做勻加速運動的時間為t

   得s

(2)滑塊到達斜面底端時速度達到最大

=10m/s

重力的最大功率為   

Pm=100W

 

 

2分

 

 

 

 

2分

 

 

1分

 

1分

 

1分

15

(8分)

(1)飛船繞地球做勻速圓周運動的加速度為a,飛船質量為m1,由萬有引力定律和牛頓第二定律得

          ①

       

 由物體在地球表明受到的萬有引力近似等于物體重力得

         ②

由①②式得 

(2)大西洋星繞地球做勻速圓周運動的速度為v、質量為m2,由萬有引力定律和牛頓第二定律,得

   ③

=6R

由②③式得

 

 

 

 

2分

 

 

 

 

 

1分

 

1分

 

 

 

 

2分

 

 

 

 

2分

16

(9分)

⑴帶電微粒經加速電場加速后速度為v,根據動能定理

=1.0×104m/s

⑵帶電微粒在偏轉電場中只受電場力作用,做類平拋運動。在水平方向微粒做勻速直線運動

水平方向:

帶電微粒在豎直方向做勻加速直線運動,加速度為a,出電場時豎直方向速度為v2

豎直方向:

         

由幾何關系

     得U2 =100V

⑶帶電微粒進入磁場做勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力,設微粒軌道半徑為R,由幾何關系知

     

設微粒進入磁場時的速度為v/

由牛頓運動定律及運動學規(guī)律

    得

B=0.1T

若帶電粒子不射出磁場,磁感應強度B至少為0.1T。

 

1分

 

1分

 

 

 

1分

 

 

 

 

 

 

1分

 

1分

 

1分

 

 

 

1分

 

 

 

 

 

 

1分

 

1分

17

(9分)

(1)金屬棒MN沿導軌豎直向上運動,進入磁場中切割磁感線產生感應電動勢。當金屬棒MN勻速運動到C點時,電路中感應電動勢最大,產生的感應電流最大。

金屬棒MN接入電路的有效長度為導軌OCA形狀滿足的曲線方程中的x值。因此接入電路的金屬棒的有效長度為

     Lm=xm=0.5m

      Em=3.0V

      且            

A

(2)金屬棒MN勻速運動中受重力mg、安培力F、外力F作用

 

N

N

(3)金屬棒MN在運動過程中,產生的感應電動勢

有效值為 

金屬棒MN滑過導軌OC段的時間為t

      m

滑過OC段產生的熱量       J

 

 

 

 

 

 

 

 

1分

 

1分

 

 

1分

 

 

1分

 

1分

 

 

 

1分

 

 

 

 

1分

 

 

 

 

 

 

 

1分

 

1分

18

(11分)

(1)子彈射穿物塊A后,A以速度vA沿桌面水平向右勻速運動,離開桌面后做平拋運動

      t=0.40s

A離開桌邊的速度      

=5.0m/s

設子彈射入物塊B后,子彈與B的共同速度為vB,子彈與兩物塊作用過程系統(tǒng)動量守恒:

B離開桌邊的速度=10m/s

(2)設子彈離開A時的速度為,子彈與物塊A作用過程系統(tǒng)動量守恒:

m/s

子彈在物塊B中穿行的過程中,由能量守恒

         ①

子彈在物塊A中穿行的過程中,由能量守恒

          ②

由①②解得m

(3)子彈在物塊A中穿行的過程中,物塊A在水平桌面上的位移為s1,根據動能定理

                         ③

子彈在物塊B中穿行的過程中,物塊B在水平桌面上的位移為s2,根據動能定理

                          ④

由②③④解得物塊B到桌邊的最小距離

smin=2.5×10-2m

 

 

 

 

 

 

1分

 

 

 

1分

 

1分

 

 

 

1分

 

1分

 

 

1分

 

 

1分

 

1分

 

 

 

1分

 

 

 

1分

 

 

 

1分

 

 

 

 


同步練習冊答案